Onderbouwing actualisatie BEES B. Kosten en effecten van de

1

Onderbouwing actualisatie BEES B Kosten en effecten van de voorgenomen wijziging van het besluit emissie-eisen stookinstallaties B

P. Kroon W. Wetzels

ECN-E--08-020 April 2008

2 ECN-E--08-020

Verantwoording Dit rapport is opgesteld op verzoek van het ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer ten behoeve van de voorgenomen aanpassing van het Besluit Emissie-Eisen Stookinstallaties B. De werkzaamheden in 2007 ten behoeve van dit project zijn bij ECN geregistreerd onder projectnummer 7.7850. De werkzaamheden in 2008 zijn geregistreerd onder projectnummer 7.7948. Abstract For the Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment (VROM) calculations were made on the effects of an update of the Dutch Emission Limits Combustion Plants Decree (BEES B). BEES B sets NOx emission limits for combustion installations between 0.9 MWth (boilers on gas and oil) and 50 MWth (total on one location). For coal boilers and gas engines, there is no lower capacity limit in BEES B. For gas turbines it is 1 MWe. Although Directive 96/61/EC, concerning integrated pollution prevention and control (the IPPC Directive), is de-signed for bigger installations, VROM wants to include the emission levels of the Best Avail-able Techniques (BAT) for smaller installations as well. Other changes are the inclusion of wood boilers and new CxHy emission limits for gas engines. Furthermore, emission levels on SO2 and fine particulates (PM10), which currently only exist for coal, are extended to gas, oil and wood combustion. VROM intends to set the lowest level for BEES B at 1 MWth for all in-stallations. Smaller installations will be addressed in other legislation. In the project a separation was made with other policies like BEES A, the Dutch Emissions Guidelines (NER) but not with NOx emission trading (for process emissions and locations with over 20 or 30 MWth on active installations). The trading level for combustion is 40 g NOx/GJ in 2010, but this will be de-creased after 2010. The effect of the new sulphur and particulates level on the total Dutch emission is small, be-cause most emissions come from other sources (total cost < 2 mln €). Because the limits are stringent they discourage the use of coal and heavy oil. Also solid biomass gets stringent limits on particulates (20 mg/Nm3 for existing and 5 mg/Nm3 for new installations, both at 6% O2). The main costs are related to engines on gas and biogas. The emission level of 30 g NOx/GJ fuel for new (from 2009) and existing (2015) installations reduces the emissions, of all engines in-cluding the small ones, with 7 kton in 2020 for 40 mln €/y. Although SCR (selective catalytic NOx reduction) is already state of the art technology for gas engines at greenhouses in the Neth-erlands, the experience with SCR on biogas engines is limited. For gas boilers the emission level will be set at 15 g/GJ for new and 20 g/GJ for existing boilers. This will reduce emissions in 2020 by 1 kton at a cost of 3 mln €/y. A reduction of 1.8 kton is related to a very stringent limit of 40 g/GJ for (bio-)oil use in diesel engines. In the used background scenario bio-oil use is expected to grow substantially. The additional costs are limited (2.2 mln €) because the use of SCR technology is already obligatory at this moment. The necessary SCR reduction efficiency has to be increased to around of 97%, which is rather challenging. The rest of the 10 kton NOx, 50 mln € package is related to SCR on all solid fuel burning (35 g/GJ), very low NOx oil burners (35 g/GJ), new gas turbines (30 g/GJ, only a small number of small gas turbines meet this level), and bringing existing solo gas turbines, mainly used for gas transport, to 45-65 g/GJ. The new emission level for CxHy, mainly methane (CH4), of 1200 g C/nm3 at 3% O2 for gas en-gines, will affect the suppliers of gas engines. If this would be methane exclusively, this would be equal to 2.3% methane slip or a 15% extra emission in CO2 equivalents compared to natural gas (56.8 kg CO2/MJ). Measurements on ten gas engines in the Netherlands (ranging for 1.5 to 5 MWe) showed that three don’t meet the new limit. The reduction in methane emission in 2020 will be in the range of 4 kton. Because the technology for flue gas methane removal is under development VROM will postpone a decision on this limit for existing installations by two years. With current technology this limit would cost over 20 mln € for a reduction of 8 kton methane (0,16 Mton CO2 eq).

ECN-E--08-020 3

Inhoud

Lijst van tabellen 5 Lijst van figuren 6 1. Samenvatting en conclusies 9

1.1 Inleiding 9 1.2 Reductie van SO2-emissies onder BEES B 10 1.3 Reductie van NOx-emissies onder BEES B 11

1.3.1 Totaal effect actualisatie BEES B 11 1.3.2 Effect per NOx-maatregel 13

1.4 Reductie van de emissies van fijn stof onder BEES B 17 1.5 Reductie van de methaan emissies onder BEES B 17 1.6 Conclusies 18 1.7 Opmerkingen en bevindingen 19

2. Inleiding 21 3. Voorgestelde wijzigingen 22 4. Aantallen installaties 25

4.1 Eerste inventarisatieslag 25 4.2 Specifieke groepen nader toegelicht 26

4.2.1 Grote houtketels 26 4.2.2 Gasmotoren bij mestvergisting 27 4.2.3 BEES B installaties en NOx-emissiehandel 27 4.2.4 Offshore installaties 29

5. SO2-eisen 30 5.1 Meer SO2-emissie-eisen in BEES B 30 5.2 Oliestook (gasolie, bio-olie en zware stookolie) 30 5.3 Gasstook 31 5.4 Kolenstook 31

6. NOx-eisen 34 6.1.1 Aangescherpte eisen 34 6.1.2 Bestaande en nieuwe ketels op vaste biomassa komen in

BEES B 34 6.1.3 Bestaande ketels op olie 36 6.1.4 Bestaande ketels op kolen 37 6.1.5 Bestaande en nieuwe ketels op gas 37 6.1.6 Bestaande en nieuwe gasturbines 39 6.1.7 Bestaande en nieuwe zuigermotoren op vloeistof 41

7. Stofeisen 43 7.1 Stofeisen in actualisatie BEES B uitgebreid 43 7.2 Kolengestookte ketels 43 7.3 Oliegestookte installaties 44 7.4 Houtgestookte ketels 44

8. Parkopbouw en emissiereductie bij gasmotoren 46 8.1 Inleiding gasmotoren 46 8.2 Het gasmotorpark 46 8.3 Huidige BEES B wetgeving 52 8.4 Beleidsvarianten 53

9. Modelbeschrijving en aannames gasmotoren 54 9.1 Bepaling van het gasmotorenpark 54

4 ECN-E--08-020

9.2 Berekening van de kosten 55 9.3 Toepassing SCR-katalysatoren bij gasmotoren op biogassen 56 9.4 Overige aannames 57

10. Resultaten voor gasmotoren 59 10.1 Elektriciteitsproductie en NOx-emissie gasmotoren 59 10.2 Kosten voor individuele bedrijven 61 10.3 Reductiekosten afhankelijk van vermogensklasse 62 10.4 Totale emissiereductie en kosten beleidsvarianten 63 10.5 Gevoeligheidsanalyse voor toename gasmotorvermogen 65 10.6 Discussie gasmotoren 65

11. Koolwaterstof (methaan) emissie-eisen gasmotoren 67 Literatuur 71 Internet sites 75 Bijlage A Overzicht huidige en voorgestelde eisen 76 Bijlage B Gasmotoren 79 Bijlage C Overzicht van effecten per bedrijfsgroep voor gasmotoren 81

C.1 Toelichting 81 C.2 Glastuinbouw 81 C.3 Industrie & Energie 82 C.4 Diensten 82 C.5 Gezondheid & Welzijn 83 C.6 Milieudienstverlening 84 C.7 Cultuur & Recreatie 84 C.8 Mestvergisting 85

Bijlage D Investeringsbeslag 86 D.1 Total investeringen 86 D.2 Investeringen voor SO2-reductie 86 D.3 Investeringen voor NOx-reductie 87 D.4 Investeringen voor fijn stof en CxHy-reductie 89

ECN-E--08-020 5

Lijst van tabellen

Tabel 1.1 Nederlandse emissiedoelstellingen per sector voor 2010 [kton] 9 Tabel 1.2 Emissieontwikkeling volgens het GE-scenario[kton] 10 Tabel 1.3 Reductie en reductiekosten SO2 in 2015 11 Tabel 1.4 Reductie en reductiekosten SO2 per maatregel 11 Tabel 1.5 Totaal effect BEES B voor reductie en reductiekosten NOx 12 Tabel 1.6 Effect gasmotoren in BEG op reductie en reductiekosten NOx (vermogen

<1MWth) 12 Tabel 1.7 Reductie en reductiekosten NOx per maatregel 15 Tabel 1.8 Overzicht resultaten per maatregel voor gasmotoren 16 Tabel 1.9 Reductie en reductiekosten stof 17 Tabel 1.10 Schatting effecten koolwaterstofnorm op gasmotoren in 2020 18 Tabel 1.11 Overzicht effecten actualisatie BEES B (inclusief gasmotoren uit BEG) 18 Tabel 1.12 Totale kosten actualisatie BEES B en BEES B plus gasmotoren uit BEG 19 Tabel 3.1 Vereenvoudigd overzicht voorgestelde NOx-emissie-eisen 23 Tabel 4.1 Schatting van het aantal kleinere installaties in BEES B (2006) 25 Tabel 4.2 Opbouw vermogen houtketels 26 Tabel 4.3 Opbouw vermogen gasmotoren bij mestvergisting medio 2007 27 Tabel 4.4 Aantal offshore platforms in gebruik in 2005 naar geïnstalleerd vermogen 29 Tabel 4.5 Aantal installaties op offshore platforms met thermisch vermogen >1 MWth 29 Tabel 5.1 Energetisch verbruik van zware stookolie [PJ] 30 Tabel 5.2 Effecten op SO2-emissie vloeibare brandstoffen bij brandstofinzet als in 2006 31 Tabel 5.3 Energetisch verbruik van steenkool, steenkoolcokes en steenkoolderivaten 32 Tabel 5.4 Effecten BEES B actualisatie op SO2-emissie kolen bij brandstofinzet als

2005/2006 33 Tabel 6.1 Effecten BEES B actualisatie nieuwe houtinstallaties in 2010 35 Tabel 6.2 Effecten BEES B actualisatie op uitstoot bestaande houtinstallaties in 2015 36 Tabel 6.3 Effecten BEES B actualisatie op nieuwe en bestaande houtinstallaties in 2020 36 Tabel 6.4 Effecten BEES B actualisatie op NOx-emissie oliegestookte ketels in 2015 37 Tabel 6.5 Effecten BEES B actualisatie op NOx-emissie kolen in 2015 37 Tabel 6.6 Besluit typekeuring verwarmingstoestellen luchtverontreiniging stikstofoxide 38 Tabel 6.7 Effecten BEES B actualisatie op gasgestookte ketels 39 Tabel 6.8 Effecten BEES B actualisatie op nieuwe kleine gasturbines in WKK-installaties 40 Tabel 6.9 Effecten BEES B actualisatie op nieuwe kleine gasturbines in WKK-installaties 40 Tabel 6.10 Effecten BEES B actualisatie op nieuwe dieselmotoren 42 Tabel 7.1 Stofverwijdering uit rookgassen 43 Tabel 7.2 Effecten BEES B actualisatie op houtgestookte ketels 44 Tabel 8.1 Kenmerken van het gasmotorenpark in 2002 50 Tabel 8.2 Kenmerken van het gasmotorenpark in 2006 50 Tabel 8.3 Aantallen gasmotoren naar jaargroep en vermogensklasse voor 2006 50 Tabel 8.4 Elektriciteitsproductie en inzet biogas 51 Tabel 8.5 Hoofdlijnen van de emissie-eisen voor gasmotoren 53 Tabel 9.1 Modelaannames voor de ontwikkeling van het opgesteld vermogen per sector 54 Tabel 9.2 Modelaannames voor het opgesteld elektrisch vermogen van mest- en co-

vergistingsinstallaties 55 Tabel 9.3 Investeringskosten voor SCR-installatie (inclusief installatiekosten) 55 Tabel 9.4 Investeringskosten voor aanpassing bestaande gasmotoren aan 80 g/GJ 56 Tabel 10.1 Ontwikkeling van de NOx-uitstoot per bedrijfsgroep bij ongewijzigd beleid

[kton] 61 Tabel 10.2 Jaarlijkse kosten voor een SCR-installatie bij nieuwe gasmotoren 61 Tabel 10.3 Kosten voor SCR-installatie bij bestaande gasmotoren (retrofit) 61

6 ECN-E--08-020

Tabel 10.4 NOx-reductiekosten per vermogensklasse 62 Tabel 10.5 Overzicht van NOx-emissie per bedrijfsgroep in 2010 en 2020 63 Tabel 10.6 Resultaten variant I 64 Tabel 10.7 Resultaten variant II 64 Tabel 10.8 Gevolgen van een toename van gasmotorvermogen in de glastuinbouw tot 3.500

MWe in 2020 65 Tabel 11.1 Gemeten emissies van NOx en koolwaterstoffen van gasmotoren in Nederland 68 Tabel 11.2 Deense tijdreeks met methaan-emissiefactoren voor gasmotoren 69 Tabel 11.3 Schatting effecten koolwaterstofnorm op gasmotoren in 2020 70 Tabel A.1 Vereenvoudigd overzicht voorgestelde SO2-emissie-eisen 76 Tabel A.2 Vereenvoudigd overzicht voorgestelde NOx-emissie-eisen 77 Tabel A.3 Vereenvoudigd overzicht voorgestelde Stofemissie-eisen 77 Tabel A.4 Overzicht koolwaterstof eisen 78 Tabel B.1 Indeling in bedrijfsgroepen zoals gebruikt voor de aangeleverde CBS-gegevens 79 Tabel B.2 Modelaannames gemiddeld vermogen van gasmotoren per vermogensklasse 79 Tabel B.3 Modelaannames over het aantal draaiuren van gasmotoren per sector 80 Tabel B.4 Modelaannames over elektrisch rendement van gasmotoren 80 Tabel B.5 Modelaannames over de aanwezigheid van SCR-rookgasreinigingsinstallaties

bij gasmotoren in de glastuinbouw 80 Tabel C.1 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Glastuinbouw in 2010 81 Tabel C.2 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Glastuinbouw in 2020 81 Tabel C.3 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Industrie & Energie in 2010 82 Tabel C.4 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Industrie & Energie in 2020 82 Tabel C.5 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Diensten in 2010 82 Tabel C.6 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Diensten in 2020 83 Tabel C.7 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Gezondheid & Welzijn in 2010 83 Tabel C.8 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Gezondheid & Welzijn in 2020 83 Tabel C.9 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Milieudienstverlening in 2010 84 Tabel C.10 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Milieudienstverlening in 2020 84 Tabel C.11 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Cultuur & Recreatie in 2010 84 Tabel C.12 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Cultuur & Recreatie in 2020 85 Tabel C.13 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Mestvergisting in 2010 85 Tabel C.14 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Mestvergisting in 2020 85 Tabel D.1 Totale kosten actualisatie BEES B en BEES B plus gasmotoren uit BEG 86 Tabel D.2 Reductie en reductiekosten SO2 in 2015 86 Tabel D.3 Reductie en reductiekosten SO2 per maatregel 87 Tabel D.4 Totaal effect BEES B voor reductie en reductiekosten NOx 87 Tabel D.5 Effect gasmotoren in BEG op reductie en reductiekosten NOx (vermogen

<1MWth) 87 Tabel D.6 Reductie en reductiekosten NOx per maatregel 88 Tabel D.7 Reductie en reductiekosten stof 89 Tabel D.8 Schatting effecten koolwaterstofnorm op gasmotoren in 2020 89

Lijst van figuren

Figuur 8.1 Ontwikkeling van het opgesteld elektrisch vermogen van gasmotoren in de periode 1998-2006 47

Figuur 8.2 Ontwikkeling van het aantal gasmotoren in de periode 1998-2006 48 Figuur 8.3 Toename van het aantal vergistingsinstallaties 51 Figuur 8.4 Groei vermogen gasmotoren bij mest- en co-vergisting 52

ECN-E--08-020 7

Figuur 10.1 Modelresultaat voor de elektriciteitsproductie door gasmotoren per vermogensklasse 59

Figuur 10.2 Modelresultaat voor de verdeling van de NOx-uitstoot van gasmotoren naar bedrijfsgroep in 2006 60

Figuur 10.3 Ontwikkeling van de NOx-emissie bij ongewijzigd beleid per bedrijfsgroep 60 Figuur 10.4 NOx-reductiekosten voor nieuwe SCR-installaties afhankelijk van het elektrisch

vermogen 62 Figuur 10.5 Totale NOx-emissie van gasmotoren voor de verschillende beleidsvarianten 63

8 ECN-E--08-020

ECN-E--08-020 9

1. Samenvatting en conclusies

1.1 Inleiding Het ministerie van VROM werkt aan een actualisatie van het Besluit Emissie Eisen Stookinstal-laties B (BEES B) (VROM, 1998). In het kader hiervan is de afdeling Beleidsstudies van het Energieonderzoek Centrum Nederland gevraagd om de te verwachten kosten en effecten van de actualisatie in kaart te brengen. Het doel van deze actualisatie is de emissie-eisen voor stookinstallaties op het niveau te brengen behorend bij toepassing van de Best Beschikbare Technieken (BBT), zoals beschreven in de BBT referentiedocumenten (BREF’s). Hierbij is verder van belang dat VROM de emissie-eisen van kleinere elektriciteitsproducerende installaties en warmtekrachtinstallaties (WKK) gelijk wil trekken met die van elektriciteitscentrales. In juni 2007 is een eerste concept van de actualisatie van BEES B met departementen en ver-gunningverleners besproken. In juli is het gecommuniceerd met de diverse actoren. Van ver-schillende kanten zijn hierbij schriftelijke en mondelinge reacties binnengekomen. Dit heeft ge-leid tot een tweetal punten, die in deze rapportage zullen worden behandeld: (1) een heldere rapportage waarin de toetsingsaspecten voor nieuwe wetgeving worden geadresseerd en (2) ex-tra informatie over kosten en effecten van een aantal beleidsvarianten op het gebied van gasmo-toren. De wijzigingsvoorstellen van de actualisatie van BEES B betreffen zowel nieuwe als bestaande installaties. In de berekeningen is er vanuit gegaan dat de wijzigingen van de eisen voor nieuwe installaties ingaan per 1 januari 2009 en voor bestaande installaties zes jaar later op 1 januari 20151. Als basis voor de berekening van de effecten is uitgegaan van het veelgebruikte WLO GE-scenario (CPB/MNP/RPB, 2006) met bijstellingen voor de sterkere groei van gasmotoren in de glastuinbouw en de toename van co-vergisting van mest.

Tabel 1.1 Nederlandse emissiedoelstellingen per sector voor 2010 [kton] SO2 NOx PM10 prognoseIndustrie, energie en raffinaderijen (IER) 39,5 65 12,1 Huishoudens 1 12 3,6 HDO en bouw 1 7 4,1 Landbouw 0 5 10,0 Transport 4 158 11,5 Reserve 4,5 13 Totaal 50 260 41,3 Doel: Gothenburg protocol 50 266 Doel: NEC-richtlijn 50 260 Emissieontwikkeling In het kader van internationale afspraken heeft Nederland een aantal emissie doelstellingen voor 2010 (VROM, 2003). Deze doelstellingen zijn opgenomen in Tabel 1.1. Daarnaast heeft een verdeling van de taakstelling over diverse sectoren plaatsgevonden (VROM, 2006a). De 65 kton

1 Bij alle kostenberekeningen is uitgegaan van een rente van 8% en een afschrijvingstermijn, voor bestaande instal-

laties en nieuwe installaties, van tien jaar. In principe zijn er bestaande installaties, die na aanpassing net voor 2015 minder dan tien jaar in bedrijf zijn. Als het betreffende bedrijf de aanpassing eerder doet, bijvoorbeeld in 2009, wordt wel de periode van tien jaar bereikt.

10 ECN-E--08-020

NOx in de sector Industrie, energie en raffinaderijen (IER) is verdeeld in 55 kton in het NOx-handelssysteem en 10 kton bij de kleinere bronnen. Voor fijn stof (PM10) is er nog geen doel-stelling voor 2010. In Tabel 1.1 is een prognose opgenomen uit dezelfde publicatie (VROM, 2006a). In Tabel 1.2 staan cijfers uit de nieuwste milieubalans van het MNP (MNP, 2007). Bij SO2 dreigt er een overschrijding bij de sector Industrie, energie en raffinaderijen. Ook bij NOx is in dezelfde sector een overschrijding. Deze komt vooral voort uit het NOx-emissiehandelssysteem. Ook bij de sector Handel diensten en overheid (HDO) en bouw en bij Landbouw zijn er bij NOx overschrijdingen. Deze komen vooral door het hoge gebruik van gasmotoren. Omdat veel gasmotoren onder BEES B vallen en deze een relatief hoge emissie hebben vormen gasmotoren een belangrijk aandachtspunt voor de actualisatie. BEES B zal in de toekomst alleen van toepassing zijn op gasmotoren met een thermisch vermogen groter dan 1 MWth. Gasmotoren met een thermisch vermogen kleiner dan 1 MWth zullen binnen de wer-kingssfeer van het Besluit Energieprestatie Gebouwen (BEG) gaan vallen (VROM, 2006b).

Tabel 1.2 Emissieontwikkeling volgens het GE-scenario[kton] GE-scenario SO2

2010 SO2 2020

NOx 2010

NOx 2020

PM10 2010

PM10 2020

Industrie, energie en raffinaderijen 47 51 76 87 12 14 Huishoudens 1 1 11 8 4 3 HDO en bouw 1 2 8 6 2 3 Landbouw 0 0 10 10 10 11 Transport 4 4 156 108 11 8 Totaal 53 57 262 219 38 38

1.2 Reductie van SO2-emissies onder BEES B Actualisatie SO2-emissie-eisen Op dit moment staat er alleen een SO2-eis van 700 mg/Nm3 voor ‘nieuwe’ (sinds augustus 1990) kolengestookte installaties in BEES B. In de actualisatie van BEES B wordt gekozen voor een uniforme eis voor alle brandstoffen van 200 mg SO2/Nm3. Dit is net boven de 164 mg/Nm3 die samenhangt met het maximumzwavelgehalte van 0,1% van gasolie en huisbrandolie dat per 1 januari 2008 geldt. Alleen voor bestaande kolengestookte installaties, waarvoor deels nog geen eis geldt in BEES B en deels een eis van 700 mg/Nm3, vindt een andere aanscherping plaats, namelijk tot 400 mg/Nm3. Een overzicht van alle voorgestelde wijzigingen staat in bijla-ge A. Door de actualisatie komen kolengestookte installaties kleiner dan 1 MWth onder BEG te vallen. Gezien de beperkte omvang en de onzekerheden over het aantal en type kolenketels is hier geen scheiding tussen BEES B en BEG gemaakt. De totale SO2-reductie en de reductiekosten staan in Tabel 1.3. De SO2-reductie doet zich voor bij het stoken van kolen en zware stookolie. De huidige trend is dat er geen nieuwe installaties op deze brandstoffen bijkomen. De kostenberekening heeft dan ook alleen betrekking op be-staande installaties. In het jaar 2015 hebben, volgens de huidige inzichten, de SO2-maatregelen het grootste effect, vandaar dat hier de cijfers voor 2015 zijn opgenomen. De gemiddelde kos-teneffectiviteit is 10 €/kg SO2-emissie vermeden. Omdat niet precies bekend is welk deel van het verbruik aan kolen en zware stookolie in BEES B installaties verstookt wordt, is de totale omvang onzeker. Hoewel er op dit moment geen nieuwe installaties op kolen en zware stookolie worden geplaatst zou dit in de toekomst kunnen veranderen2. Daarom blijft het van belang om strenge emissie-eisen te stellen.

2 Onder invloed van de hoge olieprijzen wordt er door bedrijven op dit moment opnieuw naar kolen of hout geke-

ken. Op dit moment is de kolenprijs echter ook relatief hoog.

ECN-E--08-020 11

Tabel 1.3 Reductie en reductiekosten SO2 in 2015 Sector SO2-emissie-reductie

[kton/j] Jaarlijkse kosten

[mln €] Industrie, energie en raffinaderijen 0,06 0,42 HDO en bouw 0,02 0,16 Landbouw 0,07 0,49 Totaal 0,14 1,06 De huidige SO2-emissie van BEES B installaties is beperkt en bedraagt, met circa 0,5 kton, on-geveer 1% van het totaal. Op basis van de voorgestelde eisen zou deze emissie, als de brand-stofinzet gelijk blijft, met bijna 60% naar beneden gaan. De trend van de afgelopen jaren is ech-ter een dalende inzet van zware stookolie en kolen. Als deze trend zich door zou zetten daalt de SO2-emissie van BEES B installaties zonder extra maatregelen tot circa 0,3 kton.

Tabel 1.4 Reductie en reductiekosten SO2 per maatregel 2015 SO2-emissie-

reductie per jaar [kton]

Jaarlijkse kosten [mln €]

€/kg SO2-vermeden

Opmerkingen

Uitstoot bij (zware stook-)oliestook

0,03 0,2 8 Na 2015 wellicht verdere afname

Uitstoot bij gasstook pm Uitstoot bij kolenstook 0,11 0,8 7 Na 2015 wellicht

verdere afname In Tabel 1.4 is een overzicht gegeven per maatregel. Gezien de marges in de kosteneffectiviteit, is het verschil tussen beide maatregelen niet significant. Als het gaat om robuustheid van het be-leid, dan spelen de maatregelen ook in op denkbare toekomstige ontwikkelingen die tot een stij-ging van de SO2-emissies kunnen leiden. Onder invloed van de hoge energieprijzen is er op dit moment bijvoorbeeld bij marktpartijen weer belangstelling om kolen of zware olie te gaan sto-ken. Dit zou weer een stijging opleveren in plaats van de dalende trend. De actualisatie van BEES B beperkt hierbij de mogelijke milieu-impact.

1.3 Reductie van NOx-emissies onder BEES B

1.3.1 Totaal effect actualisatie BEES B De totale NOx-reductie en de reductiekosten staan in Tabel 1.5. Voor gasmotoren is hier de be-rekening opgenomen waarbij nieuwe en bestaande gasmotoren beide 30 g NOx/GJ brandstof gaan. Deze maatregel heeft een grote invloed op het totaal. Van de NOx-reductie in 90% afkom-stig van de maatregelen bij gasmotoren 2010 omdat hier momenteel nog een sterke groei plaats-vindt. In 2020 is het aandeel van gasmotoren gedaald naar 70%. De gemiddelde kosteneffectivi-teit is minder dan 5 €/kg NOx-emissie vermeden maar varieert wel sterk per sector. Net als bij SO2 zijn er ook bij NOx de nodige onzekerheden. Voor wat betreft de NOx-uitstoot kan de actua-lisatie van BEES B een belangrijke bijdrage leveren aan het realiseren van het NEC doel.

12 ECN-E--08-020

Tabel 1.5 Totaal effect BEES B voor reductie en reductiekosten NOx NOx-emissiereductie


[mln €]

2010 Industrie, energie en raffinaderijen 0,05 0,46 Huishoudens 0,00 0,00 HDO en bouw 0,43 1,57 Landbouw 0,94 4,21 Totaal 1,43 6,25 2020 Industrie, energie en raffinaderijen 0,53 4,64 Huishoudens 0,02 0,05 HDO en bouw 3,12 9,10 Landbouw 4,51 21,43 Totaal 8,17 35,22 Op dit moment vallen de gasmotoren ongeacht het vermogen nog onder BEES B. In de actuali-satie wordt voorgesteld om de installaties kleiner dan 1 MWth onder het Besluit energieprestatie gebouwen (BEG) (VROM, 2006b) te laten vallen.3 In Tabel 1.6 is het effect van een eis van 30 g/GJ opgenomen voor alle gasmotoren die kleiner zijn dan 1 MWth (in dit rapport geïnterpre-teerd als < 400kWe) en die onder BEG zouden komen te vallen. Het effect in deze tabel komt boven op het effect van Tabel 1.5.

Tabel 1.6 Effect gasmotoren in BEG op reductie en reductiekosten NOx (vermogen <1MWth) NOx-emissiereductie


[mln €] 2010 Industrie, energie en raffinaderijen 0,01 0,06 Huishoudens 0,00 0,00 HDO en bouw 0,18 1,31 Landbouw 0,26 1,89 Totaal 0,44 3,26 2020 Industrie, energie en raffinaderijen 0,03 0,31 Huishoudens 0,00 0,00 HDO en bouw 0,73 5,70 Landbouw 1,36 9,72 Totaal 2,12 15,73 De totale emissiereductie van Tabel 1.5 en Tabel 1.6 in 2010 is 2 kton NOx en in 2020 10 kton NOx. In het kader van dit project is niet berekend wat de emissie van BEES B installaties is. Eerdere studies wijzen op een totale emissie van de installaties die nu onder BEES B vallen van 20 kton in 2010 en 14 tot 16 kton in 2020 (Kroon, 2005 en 2007). De emissiereductie in 2020 door de actualisatie van BEES B komt daarmee uit in de orde grootte van 70%. Van de BEES B emissies in 2010 en 2020 valt ook 1 tot 1,5 kton onder het NOx-emissiehandelssysteem. Ten aanzien van deze installaties in het NOx-emissiehandelssysteem wordt de onzekerheid in de kos-ten van dit systeem verminderd door het zelf nemen van maatregelen. Ook kunnen aankoopkos-ten van emissierechten worden verminderd of zelfs enige inkomsten worden gegenereerd. 3 Hier wordt aangenomen dat deze grenswaarde de som van het thermisch en elektrisch vermogen betreft.

ECN-E--08-020 13

1.3.2 Effect per NOx-maatregel In Tabel 1.7 is het effect per maatregel opgenomen, zowel voor 2010 als voor 2020. Hieronder worden de kosten per maatregel voor elk installatietype beschreven. Een overzicht van alle voorgestelde wijzigingen staat in bijlage A. Eisen aan houtgestookte ketels Op dit moment valt hout nog niet onder BEES B, maar wordt geregeld in de circulaire ‘Emis-siebeleid voor energiewinning uit biomassa en afval’ (VROM, 2002b). De huidige geadviseerde eis voor nieuwe houtgestookte ketels is bij een slecht energetisch rendement 70 mg NOx/Nm3 (bij 11% O2; 36 g NOx/GJ brandstof) en bij een hoog energetisch rendement 130 mg/Nm3 (66 g/GJ). Voorgesteld wordt om de eis gelijk te trekken aan die van kolen 100 mg NOx/Nm3 (bij 6% O2; circa 35 g/GJ). De emissie kan gereduceerd worden door toepassing van SCR (selectie-ve katalytische reductie, onder toevoeging van NH3 of Ureum als reductiemiddel). Mede omdat het om relatief kleine installaties gaat en SCR bij een vaste brandstof, door de aanwezigheid van fijn stof en andere componenten, duurder is dan aardgas vallen de kosten relatief hoog uit. De kosten van de installatie worden voor de eigenaar 10 tot 20% hoger. Daar staat wel tegenover dat deze, in veel gevallen, nog steeds zijn goedkope afvalproduct als brandstof kan gebruiken. Aan de houtgestookte ketels worden bij de actualisatie ook strengere stofeisen gesteld. Eisen oliegestookte ketels Voorgesteld wordt om de huidige eis van 120 mg NOx/Nm3 (35 g/GJ) die al sinds 1998 van kracht is aan alle installaties op te leggen. Aan deze eis kan veelal worden voldaan door de brander te vervangen. Indien de nieuwe brander nog vijf jaar of meer gebruikt kan worden blij-ven de kosten beperkt tot 5 €/kg NOx vermeden of minder. Wel kan als neveneffect een beperkt vermogensverlies optreden. Al jaren neemt het gebruik van zware stookolie af, en ook hier is in de berekeningen een verdere afname verondersteld. Opgemerkt kan nog worden dat aan zware stookolie ook strengere SO2-eisen worden gesteld. Eisen gasgestookte ketels Voor nieuwe ketels wordt de eis van 70 mg NOx/Nm3 (20 g/GJ) aangescherpt naar 15 g/GJ4. Aan deze waarde kan met goede (wellicht iets duurdere) lage NOx-branders en een bijpassend ketelontwerp worden voldaan. De eis van 70 mg NOx/Nm3 die sinds 1998 geldt voor nieuwe in-stallaties gaat per 1 januari 2015 ook voor bestaande gelden. Net als bij oliestook betekent dit soms extra brandervervanging en een beperkte terugloop van het vermogen. Omdat de capaciteit meestal voldoende ruim is, zijn hier geen extra kosten voor opgenomen. De kosten bij bestaande installaties vallen enigszins mee, omdat bij een deel van het park toch al voor 2015 nog een brandervervanging plaats zou vinden. Door de juiste brander te kiezen kan dan direct aan de nieuwe eis voldaan worden. Omdat de gasgestookte ketel, naast de gasmotor, de grootste brand-stofverbruiker onder de BEES B installaties is, is het effect bij bestaande ketels met bijna 1 kton aanzienlijk. Eisen kolenstook Voorgesteld wordt om de huidige eis van 100 mg NOx/Nm3 (35 g/GJ) die al sinds 1994 van kracht is, aan alle installaties op te leggen. Omdat het kolenverbruik in BEES B al jaren afneemt wordt alleen naar bestaande installaties gekeken. Aan deze eis kan voldaan worden door een SCR te plaatsen. Dit is net als bij houtstook een relatief dure techniek. Hoewel de kosten van SCR wel berekend zijn, is het goed mogelijk dat, mede omdat er ook bij de actualisatie strenge-re SO2-eisen worden gesteld, de eis een sanering van oude installaties zal veroorzaken. Van het kolenverbruik is niet precies bekend wat het aandeel van BEES B installaties is. Het is dan ook niet aan te geven in hoeverre het hier berekende effect verandert als de kolenketels kleiner dan 1

4 Vanuit de sector is naar voren gebracht dat bij hoge druk stoomketels (die door de dikke wanden veel duurder zijn)

met hoge vuurhaardbelastingen gewerkt wordt. Omdat lage NOx-branders een lage vuurhaardbelasting vragen, of-wel een grotere verbrandingsruime in de ketel, ligt hier een financieel knelpunt.

14 ECN-E--08-020

MWth onder het BEG komen te vallen. Op dit moment staat er geen ondergrens voor kolenketels in BEES B. Gasturbines De huidige emissie-eisen voor nieuwe gasturbines en de meeste bestaande liggen op 45 tot 65 g NOx/GJ. Bij deze laatste waarde geldt nog een rendementscorrectie. Voor nieuwe gasturbines is deze waarde haalbaar door toepassing van een lage NOx-verbrandingskamer. Voorgesteld wordt om deze eis voor alle bestaande gasturbines te laten gelden. Dit betekent dat ook de laatste cate-gorie van sologasturbines van voor 1998, waar nu nog een eis van 200 g/GJ geldt moet worden aangepast. Deze gasturbines zijn voor zover bekend alleen nog (onshore) bij de gascompresso-ren in het aardgasnet te vinden. Een deel hiervan valt onder BEES A. Een paar vallen er nog niet onder BEES B, maar komen er wel onder als ook de ondergrens voor BEES B van 1 MWe ver-anderd wordt in 1 MWth. Voor de reductiekosten is uitgegaan van de toepassing van waterinjec-tie. Als er voor het betreffende type een lage NOx-verbrandingskamer te koop is, kan ook de verbrandingskamer vervangen worden. Bij ECN is niet bekend in hoeverre bedrijfsspecifieke omstandigheden de reductie moeilijker maken. Voor nieuwe gasturbines wordt een emissie-eis gesteld van 30 g NOx/GJ. Lage NOx-verbrandingskamers op dit niveau zijn er al wel voor grotere gasturbines, maar niet voor de meeste kleinere gasturbines, waar het in BEES B over gaat. Voor de kostencijfers is daarom van toepassing van de veel duurdere SCR uitgegaan, waarmee wel altijd dit niveau (en lager) bereikt kan worden. Omdat het aantal kleinere gasturbines waarvoor een dergelijke lage NOx-verbrandingskamer beschikbaar is kan toenemen, moet dit met nadruk als een maximum schat-ting van de kosten beschouwd worden. Het verschil aan meerkosten tussen een verbrandings-kamer die wel aan de nieuwe eis voldoet en één die hier nog niet aan voldoet is veel minder dan de kosten van toepassing van SCR. Nieuwe dieselmotoren Op dit moment zijn er nauwelijks dieselmotoren die onder BEES B vallen. Er zijn wel veel die-selmotoren, maar de meeste zijn alleen bedoeld als noodaggregaat, of behoren tot de categorie mobiele werktuigen. Wel zijn er inmiddels een aantal motoren op bio-olie. Het aantal hiervan kan de komende jaren toenemen. Voorgesteld wordt om de eis voor nieuwe motoren van 400 g/GJ, die toepassing van SCR noodzakelijk maakt, aan te scherpen naar 130 g/GJ en na zes jaar naar 40 g/GJ. Hier is verondersteld dat ook het beperkte aantal huidige motoren op 1 januari 2015 aan deze eis moet voldoen. Dit stond nog niet zo expliciet vermeld in het beleidsvoorne-men van het ministerie. De eis ligt tegen de huidige technische grenzen aan en kan waarschijn-lijk gehaald worden door een veel groter katalysator volume toe te passen in de SCR eventueel in combinatie met een oxidatiekatalysator, om ongebruikt reductiemiddel te verwijderen. Omdat het om een relatief hoge reductie gaat, en SCR al standaard toegepast wordt (en alleen uitge-breid hoeft te worden) zijn de kosten beperkt. Ter vergelijking kan opgemerkt worden dat de Europese commissie voor diesel vrachtwagen (en bussen) een voorstel (versie december 2007; Euro VI) heeft gedaan waarin de eis in 2013 voor NOx met 80% wordt aangescherpt. Het niveau komt uit rond de 40 g/GJ diesel wat vergelijkbaar is met de eisen voor stationaire dieselmotoren in de actualisatie van BEES B. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat dieselmotoren in voertuigen een hoger aantal omwentelingen maken per minuut, en daardoor van nature een lagere NOx-emissie hebben. Het MNP noemt voor deze aan-scherping bij vrachtauto’s een kosteneffectiviteit van 10 €/kg NOx (Smeets, 2007), waar nog wel de nodige onzekerheidsmarge omheen zit.

ECN-E--08-020 15

Tabel 1.7 Reductie en reductiekosten NOx per maatregel Type stookinstallatie en jaar NOx-

emissiereductieper jaar [kton]


€/kg NOx-vermeden

Veronderstelde techniek bij kostenberekening

Eisen houtstook 2010 nieuw 0,01 0,12 23 SCR 2015 bestaand 0,04 1,11 27 Retrofit SCR 2020 nieuw en bestaand 0,07 1,71 25 SCR Eisen oliestook 2015 bestaand 0,01 0,04 3 Brandervervanging

2020 bestaand 0,01 0,02 3 Afname oliestook veron-

dersteld Eisen Gasgestookte ketels 2010 nieuw 0,06 0,12 2 2015 bestaand 0,73 3,24 4 Brandervervanging 2020 nieuw en bestaand 0,99 3,11 3 Eisen kolenstook

2015/2020 bestaand 0,02 0,28 13 Retrofit SCR; kan ook tot

sluiting leiden Gasturbines 2015/2020 Sologasturbines 0,09 0,40 5 Waterinjectie *1

2010 nieuw 0,01 0,23 25

SCR verondersteld met low NOx brander goed-

koper *2 2020 nieuw 0,07 1,79 25 Nieuwe dieselmotoren 2010 aangepast 0,12 0,10 1

2020 nieuw incl. aanscherping 1,78 2,24 1 Grotere en of/uitbreiding

SCR BEES B gasmotoren 2010 nieuw 1,24 5,67 5 SCR 2020 nieuw 2,49 9,49 4 SCR 2020 bestaand 2,65 16,19 6 SCR BEG gasmotoren5 2010 nieuw 0,45 3,26 7 SCR 2020 nieuw 1,24 7,14 6 SCR 2020 bestaand 0,88 8,59 10 SCR Totaal 2010, BEES B 1,43 6,25 4,4

Totaal 2020, BEES B 8,17 35,22 4,3 Maximum schatting ge-

rekend met SCR Totaal 2010, BEES B plus BEG gasmotoren 1,88 9,51 5,1

Totaal 2020, BEES B plus BEG gasmotoren 10,29 50,95 5,0

Noot *1: Gaat om maximumschatting kan in de praktijk vrijwel nihil zijn Noot *2: Kosten kunnen door bedrijfsspecifieke omstandigheden bij aardgascompressoren hoger uitvallen.

5 Gasmotoren met een vermogen lager dan 1 MWth, hier opgevat als 0,4 MWe, vallen in de toekomst niet onder

BEES B, maar onder het Besluit Energieprestatie Gebouwen (BEG). Zowel voor bestaande als nieuwe gasmotoren (in BEES B en BEG) is uitgegaan van een NOx emissie-eis van 30 g/GJ.

16 ECN-E--08-020

Gasmotoren Voor gasmotoren is in Tabel 1.7 verondersteld dat alle gasmotoren aan de NOx-emissie-eis van 30 g/GJ moeten gaan voldoen (in dit rapport wordt deze beleidsvariant aangeduid als variant I). Bovendien is verondersteld dat de installaties kleiner dan 1 MWth, hier opgevat als 0,4 MWe, niet langer onder BEES B maar onder het BEG gebracht worden6. Verder is aangenomen dat ook biogasmotoren aan deze eisen moeten voldoen. Om te voldoen aan een eis van 30 g/GJ is toepassing van SCR nodig (of bij de kleinere motoren de toepassing van de zogenaamde driewegkatalysator met een verhoogd onderhoudsregime). Op dit moment vindt de toepassing van SCR al massaal plaats bij gasmotoren op aardgas in de glas-tuinbouw, om de rookgassen voor CO2-bemesting van de kassen te kunnen gebruiken. De effecten zijn uitgesplitst naar installaties groter dan 1 MWth (BEES B) en kleiner dan 1 MWth (de nieuwe BEG-installaties), zie ook Tabel 1.8. Dat de specifieke reductiekosten ook bij de BEG-installaties nog relatief laag zijn, komt omdat in de klasse kleiner dan 50 kWe nog hoge NOx-emissies zijn toegestaan. Het is waarschijnlijk dat een groot deel van de kleinere gasmoto-ren als gevolg van de hoge kosten van aanpassing of door technische problemen vervroegd wordt afgestoten. Ook het plaatsen van nieuw vermogen kan door de nieuwe emissie-eisen min-der aantrekkelijk worden.

Tabel 1.8 Overzicht resultaten per maatregel voor gasmotoren

NOx-emissiereductie

per jaar [kton] Jaarlijkse kosten

[mln €] €/kg NOx-vermeden

Opmerkingen

BEES B gasmotoren 30 g/GJ 2010 1,24 5,67 5 SCR 2020 5,13 25,68 5 SCR BEG gasmotoren 30 g/GJ 2010 0,44 3,26 7 SCR 2020 2,12 15,73 7 SCR Totaal 2010 gasmotoren (BEES B plus BEG)

1,68 8,93 5 SCR

Totaal 2020 gasmotoren (BEES B plus BEG)

7,25 41,41 6 SCR

De variant waarbij aan alle BEES B installaties een emissie-eis van 30 g/GJ wordt opgelegd leidt tot een emissiereductie van 5,13 kton per jaar in 2020. Er is ook een variant uitgewerkt waarin de NOx emissie-eis voor bestaande installaties met een vermogen minder dan 2,5 MWth, hier opgevat als 1 MWe, niet op 30 maar op 80 g/GJ gesteld wordt (variant II, zie Paragraaf 8.4). Dit kan zonder toepassing van SCR gehaald worden met relatief dure wijzigingen in de motor-afstelling en een zeer goede motorregeling. Offshore installaties Op platforms die gebruikt worden bij het winnen van olie en gas bevinden zich ook een groot aantal installaties van vergelijkbare grootte als de installaties onder BEES B. Volgens een in-ventarisatie van DHV gaat het bij 38 platforms voor de installaties groter dan 1 MWth om 68 gasturbines, 42 gasmotoren en 24 dieselmotoren (Velde, 2007). Op dit moment vallen deze in-stallaties niet direct onder BEES B, maar dienen ze wel de beste beschikbare techniek (BAT;

6 Als gasmotoren en gasturbines onder BEG komen te vallen kan er verwarring ontstaan over de vermogensgrens

omdat het thermische vermogen en het totale vermogen, afhangt van de warmtebenutting. In dat geval kan de grens beter in kWe of kW-asvermogen uitgedrukt worden. Hierbij kan net als in dit rapport gekozen worden voor een vergelijkbaar brandstofverbruik. Een gasmotor van 0,4 MWe verbruikt ongeveer evenveel als een ketel van 1 MWth.

ECN-E--08-020 17

Best Available Technology) toe te passen. De actualisatie van BEES B, en het opnieuw vaststel-len van BAT in Nederland, kan dan ook gevolgen hebben voor deze installaties. Het zal duide-lijk zijn dat het aanpassen van bestaande installaties of het aanvoeren van hulpstoffen (reduc-tiemiddel voor SCR) op zee duurder is dan op het land. Omdat de offshore installaties geen on-derdeel van de ECN-studie uitmaken, zijn de eventuele kosten en effecten niet in dit rapport op-genomen.

1.4 Reductie van de emissies van fijn stof onder BEES B In Tabel 1.9 zijn de kosten voor wijziging van de emissie-eis van fijn stof opgenomen, zie voor de eisen bijlage A. De cijfers zijn gelijk aan die in Tabel 7.2 en hebben alleen betrekking op de stofuitstoot bij houtgestookte ketels. De kosteneffectiviteit ligt rond de 35 €/kg stofuitstoot ver-meden in 2010. In 2020 ligt deze hoger (40 €/kg) omdat dan ook bestaande installaties moeten zijn aangepast.. Bij de kostenberekening zijn de totale kosten van het filter gebruikt en is er geen rekening gehouden met eventuele uitgespaarde kosten. Dat de totale reductie van de stofuitstoot beperkt is, komt mede omdat de BEES B installaties maar weinig bijdrage aan de Nederlandse fijn stofemissie. De emissie van circa 0,5 kton wordt door de maatregelen met circa 50% gere-duceerd. Ter vergelijking kan opgemerkt worden dat het MNP voor de toepassing van roetfilters bij vrachtwagens een kosteneffectiviteit van 275 €/kg fijn stof (PM10) noemt (Smeets, 2007). Dit is aanzienlijk hoger dan de hier genoemde kosten. Als het gaat om verbetering van de luchtkwali-teit, levert de reductie van een kg stof uit het verkeer echter wel meer op dan de reductie van een kg stof uit een stationaire bron. Dit komt omdat juist verkeer lokaal vaak de overschrijdingen veroorzaakt.

Tabel 1.9 Reductie en reductiekosten stof Stof-emissiereductie


[mln €] 2010 Industrie, energie en raffinaderijen 0,0009 0,03 HDO en bouw 0,0002 0,01 Landbouw 0,0001 0,00 Totaal 0,0012 0,04 2020 Industrie, energie en raffinaderijen 0,010 0,42 HDO en bouw 0,003 0,11 Landbouw 0,001 0,03 Totaal 0,014 0,57 Ook voor nieuwe kolengestookte installaties is een scherpere eis van 5 mg/Nm3 opgenomen in plaats van de huidige eis van 20 mg/Nm3. In principe kan aan deze eis voldaan worden met goe-de doekfilters. Omdat er op dit moment nog geen trend is naar nieuwe kolengestookte installa-ties, zijn hiervoor ook geen kosten opgenomen.

1.5 Reductie van de methaan emissies onder BEES B Na een onderzoek in opdracht van VROM (Olthuis, 2007) is besloten om een eis te formuleren voor nieuwe gasmotoren van 1200 mg koolstof/Nm3 aanwezig in koolwaterstofverbindingen (CxHy) in het rookgas (bij 3% O2). Het is de bedoeling om de eisen ook over zeven jaar voor be-staande motoren door te voeren. Een finaal besluit hierover wordt gekoppeld aan de technische

18 ECN-E--08-020

ontwikkelingen de komende twee jaar. Het aandeel methaan in de koolwaterstofemissie van gasmotoren is 90% of meer. Methaan (CH4) is een sterk broeikasgas. Wordt met de toepassing van WKK een “CO2-winst” van 20% bereikt ten opzichte van gescheiden opwekking, dan blijft hier na correctie voor methaan, op het niveau van de nieuwe eis, maar 5% CO2-equivalent van over. De emissie van methaan kan het beste gereduceerd worden door een gasmotor te kopen waarin deze emissie al laag is. Het onderzoek van (Olthuis, 2007) laat zien dat er voldoende motoren te koop zijn die aan de nieuwe eis voldoen. Bij de grotere motoren, die de hoogste uitstoot hebben, halen zeven van de tien gemeten motoren met eventueel een aangepaste afstelling de nieuwe eis. Voor nieuwe installaties zijn er dan ook geen additionele kosten. Voor bestaande motoren is de situatie anders. Het uitlaatgas van een gasmotor is te koud om methaan af te breken met de huidige oxidatiekatalysatoren. Methaan is veel stabieler dan NM-VOS (niet methaan koolwaterstoffen). Dit betekent dat bij de huidige reductietechnologie het uitlaatgas eerst opgewarmd moet worden tot een temperatuur waarbij methaan wel afgebroken kan worden. Dit is relatief duur; volgens (Dijk, 2004) in gunstige investeringssituaties 1700 €/ton. Hoewel er wel onderzoek gedaan wordt naar het afbreken van methaan bij lagere tempe-raturen, heeft dit nog niet tot succesvolle demonstratieprojecten geleid.

Tabel 1.10 Schatting effecten koolwaterstofnorm op gasmotoren in 2020 Emissiereductie in Kosteneffectiviteit Sector kton CH4 Mton CO2 eq. Jaarlijkse kos-

ten [mln €] €/kg CH4 (€/ton CO2 eq.)

Nieuw via aanschaf en ver-vanging

4 0,075 - 0 0

Bestaand via huidige tech-nologie rookgasreiniging

- lage schatting 8 0,155 21 2,5 135 - hoge schatting 8 0,155 35 4,4 225 Totaal 2020 12 0,23 21-35 2-3 90-150 Verwacht mag worden dan de kosten voor bestaande installaties door technologieontwikkeling in de toekomst kunnen dalen. Omdat een definitief besluit over bestaande installaties twee jaar is uitgesteld, zijn deze kosten niet in de BEES B totalen opgenomen. Eventuele kosten komen voor circa 90% bij de sector Landbouw terecht en voor 10% in de sector HDO en bouw.

1.6 Conclusies De actualisatie van BEES B zal tot een substantiële reductie van de emissies van BEES B instal-laties leiden, zie Tabel 1.11. In deze tabel is ook aangegeven welk deel van de totale emissie af-komstig is uit BEES B installaties. Voor NOx gaat het om een substantiële bijdrage, zodat de actualisatie ook een significant effect op de totale NOx-uitstoot zal hebben. Bij SO2 en fijn stof zal er vooral een lokale verbetering zijn. De emissiereductie door de koolwaterstofnorm bij nieuwe gasmotoren reduceert de Nederlandse uitstoot van broeikasgassen in 2020 met circa 0,05%

Tabel 1.11 Overzicht effecten actualisatie BEES B (inclusief gasmotoren uit BEG) Stof Emissie verwachting

2020 [kton] Waarvan BEES B installaties [kton]

Reductie percentage

Kosten [mln €/j]

SO2 57 0,3 Ca. 50% 1 NOx 219 14-16 Ca. 68% 51 Fijn stof 38 0,02-0,03 Ca. 50% 0,6

ECN-E--08-020 19

In Tabel 1.12 zijn de totale kosten van de actualisatie van BEES B opgenomen. De meeste kos-ten komen, samenhangend met de gasmotoren in de landbouwsector terecht. De investerings-kosten vormen een belangrijk deel van de jaarlijkse kosten. De cumulatieve investeringen be-dragen voor de berekeningen van BEES B (inclusief gasmotoren in BEG) in 2010 circa 40 mln € en in 2020 ruim 250 mln €, zie voor meer details bijlage D. Omdat een definitief besluit hier-over twee jaar is uitgesteld zijn circa 20 mln € aan jaarlijkse kosten voor methaan emissiereduc-tie in 2020 bij bestaande gasmotoren niet in de tabel opgenomen.

Tabel 1.12 Totale kosten actualisatie BEES B en BEES B plus gasmotoren uit BEG Alleen BEES B BEES B plus BEG Jaarlijkse kosten [mln €] Jaarlijkse kosten [mln €] 2010 Industrie, energie en raffinaderijen 0,5 0,5 Huishoudens 0,0 0,0 HDO en bouw 1,6 2,9 Landbouw 4,2 6,1 Totaal 6,3 9,5 2020 Industrie, energie en raffinaderijen 5,3 5,6 Huishoudens 0,1 0,1 HDO en bouw 9,3 15,0 Landbouw 21,7 31,4 Totaal 36,3 52,0 De specifieke kosten van de reductiemaatregelen in € per ton emissie gereduceerd zijn, gemid-deld gezien, in lijn met wat op andere plaatsen voor nieuwe maatregelen genoemd wordt. Het niveau ligt daarmee wel hoger dan tot nu toe gebruikelijk was. Voor individuele situaties en spe-cifieke maatregelen kunnen de kosten wel aanzienlijk hoger of lager uitvallen dan het gemid-delde De emissie-eisen in BEES B actualisatie zijn (uitgedrukt per eenheid brandstofverbruik) verge-lijkbaar met elektriciteitscentrales en nieuwe eisen aan wegtransport. De actualisatie voorkomt dat BEES B installaties in dit opzicht verder achter gaan lopen. Hierbij wordt wel de grens van de best beschikbare techniek (BBT) opgezocht bij gasbranders, gasturbines, SCR bij dieselmo-toren en biogasmotoren. Dit is zeker een uitdaging voor de industrie en zal niet altijd makkelijk zijn, met name bij bestaande installaties. De actualisatie van BEES B leidt er toe dan het gebruik van duurzame biomassa niet langer een forse tegenvaller voor de luchtkwaliteit is. Dit vergt wel de nodige milieumaatregelen en kosten.

1.7 Opmerkingen en bevindingen De actualisatie van BEES B richt zich deels op het terugdringen van de emissies bij het gebruik van meer milieubelastende brandstoffen als kolen en zware stookolie, ten opzichte van huis-brandolie en aardgas. De milieukosten die hierbij gemaakt worden moeten ook beoordeeld wor-den in het licht van het financiële voordeel in de lagere brandstofprijs dat de gebruiker heeft ten opzichte van de schonere brandstoffen. Een aantal eisen in BEES B richten zich niet alleen op het terugdringen van de huidige emissies, maar sturen ook bepaalde toekomstige ontwikkelingen een meer milieuvriendelijke kant op. Zo heeft het bijvoorbeeld wel zin om technieken te ontwikkelen die zwavel beter uit de brandstof

20 ECN-E--08-020

verwijderen, maar geen zin om gasmotoren te maken die ook bij veel zwavel nog goed werken; deze zwavel moet daarna toch nog uit het rookgas verwijderd worden. De situatie rond de eisen aan bestaande houtgestookte installaties heeft een grote onzekerheid. Dit betreft met name de noodzaak en de mogelijkheden om bij een reeds geplaatste installatie toch nog de NOx- en fijn stofuitstoot verlagen. Indien er extra eisen gesteld worden om klimaatvriendelijke (bio-)brandstoffen ook milieu-vriendelijk te gebruiken, kan dit consequenties hebben voor de noodzakelijke overheidsfinancie-ring om het gebruik van deze brandstoffen te bevorderen. Dit geldt ook voor kleinschalige WKK-installaties. In een aantal gevallen blijken er om praktische redenen meerdere kleinere installaties geplaatst te worden in plaats van één grote. Een praktische reden kan onder andere zijn dat de milieueisen of controle-eisen voor kleinere installaties minder streng zijn. Het stellen van eisen aan uitstoot van koolwaterstoffen (inclusief methaan) van gasmotoren zal er toe leiden dat motorfabrikanten toch zullen onderzoeken of verlaging van de emissie bij hun motoren, door aanpassing van het ontwerp, mogelijk is. Gesignaleerde technische knelpunten: • Niet alle fabrikanten kunnen op dit moment aan de gestelde eisen voldoen. Dit geldt bijvoor-

beeld voor gasbranders. • Ruimtegebrek bij het plaatsen van een SCR-installatie bij een inpandige gasmotor in een ste-

delijke omgeving. Ook kan het bijplaatsen van een SCR-installatie bij kleine gasmotoren een probleem zijn vanwege de tegendruk die daardoor ontstaat. Tenslotte moet er ook ruimte en mogelijkheden zijn om de ureum oplossing die de SCR nodig heeft op te slaan en aan te voe-ren.

• Het voldoen aan 80 g/GJ voor alle bestaande gasmotoren door motoraanpassingen kan bij een aantal installaties tot knelpunten leiden. Een vergelijkbare situatie doet zich voor bij de NOx-vermindering in gasturbines. In deze gevallen is het altijd mogelijk om naar de duurdere SCR-technologie over te stappen.

• Vermoedelijk gaat de uitstoot van methaan omhoog als voor gasmotoren een eis van 80 g/GJ gesteld wordt. De omvang van de stijging is niet bekend.

• Biogas kan stoffen bevatten die schadelijk zijn voor de SCR-installatie. Omdat deze stoffen ook de levensduur van de gasmotor beperken worden deze stoffen meestal vooraf verwij-derd. Hoewel er dus geen knelpunt verwacht wordt, zijn er weinig praktijkvoorbeelden van SCR bij gasmotoren op biogas. Wellicht is het verstandig om hier nog nader onderzoek naar te doen, bijvoorbeeld via een veldtest.

• Ruimtegebrek en extra kosten voor reductietechnieken bij offshore installaties (de offshore installaties zijn verder nog niet in deze rapportage verwerkt).

Overwogen kan nog worden om ook de ondergrens voor gasturbines uit BEES B weg te laten of ook gasturbines op te nemen in BEG. Het is namelijk niet uitgesloten dat er in het segment van de gasmotoren ook grootschalig gasturbines op de markt komen. Overwogen kan worden om alle offshore installaties onder het NOx-handelssysteem te brengen.

ECN-E--08-020 21

2. Inleiding

Het ministerie van VROM is bezig met een actualisatie van het Besluit Emissie Eisen Stookin-stallaties B (BEES B) (Vrom, 1998). In het kader hiervan is de afdeling Beleidsstudies van het Energieonderzoek Centrum Nederland gevraagd om de te verwachten kosten en effecten van de actualisatie te bepalen. Het doel van deze actualisatie is dat de emissie-eisen voor stookinstallaties op het niveau wor-den gebracht behorend bij toepassing van de Best Beschikbare Technieken (BBT), zoals be-schreven in de BBT referentiedocumenten (BREF’s). Deze BREF’s worden opgesteld in een onderhandelingsproces tussen de Europese lidstaten en het bedrijfsleven. De noodzaak tot actualisatie wordt ook ingegeven door milieuproblemen die een te hoge NOx-uitstoot nog steeds met zich mee brengen In het kader van de verbetering van de Europese lucht-kwaliteit en het terugdringen van de verzuring en vermesting zijn in EU-verband afspraken ge-maakt. De NEC-richtlijn (EU, 2001) verplicht Nederland om de uitstoot van NOx in 2010 te be-perken tot een afgesproken plafondwaarde van maximaal 260 kiloton. Volgens de Milieubalans 2007 van het MNP komt de geraamde emissie van stikstofoxiden in 2010 nog 2 kiloton boven het NEC-plafond uit. Bovendien schat het MNP de onzekerheid in de emissieschatting op 15%. In de milieubalans wordt, als gevolg van de beleidsmaatregelen, een forse verdere daling van de NOx-emissie verwacht. De emissie in 2020 wordt geschat op 196 tot 219 kton, terwijl door de IIASA, ten behoeve van de EU-onderhandelingen over verdere aanscherping van de NEC-doelstellingen, een indicatief plafond van 176 tot 186 kton is berekend. Per saldo zou dit, afhan-kelijk van de economische ontwikkelingen en de komende EU-afspraken, een extra reductie van 10 tot 43 kton in kunnen houden. Lange termijn doel Het Nationaal Milieubeleidsplan 4 (NMP4) schetst voor 2030 de volgende doelstellingen: NOx 70-120 kton (2020 verwachting circa 207); SO2 25-40 kton (2020 verwachting circa 55) en fijn stof (PM10) 5 tot 10 kton (2020 verwachting circa 26) (VROM, 2001). De emissie van SO2 en fijn stof uit BEES B installaties is ten opzichte van het landelijke totaal beperkt. Dit geldt echter niet voor NOx. Zou de lange termijn doelstelling vertaald worden in een toegestaan emissieni-veau, dan zou dit (bij een totaal brandstofverbruik van 3000 PJ) tussen de 23 en 40 g/GJ uitko-men. Omdat emissies vanuit de transportsector lastiger (=duurder) zijn terug te dringen, en er ook nog procesemissies zijn, zou de gemiddelde NOx-eis voor alle stationaire installaties in 2030 rond de 10 tot 20 g/GJ moeten liggen. In juni 2007 is een eerste concept van de actualisatie van BEES B met departementen en ver-gunningverleners besproken. Ook is het in juli 2007 gecommuniceerd met de diverse actoren. Van diverse kanten zijn hierbij schriftelijke en mondelinge reacties binnengekomen. Dit heeft geleid tot een tweetal punten die in deze rapportage zullen worden behandeld. a) Voor het verdere beleidstraject is er behoefte aan een heldere rapportage waarin de toet-

singsaspecten voor nieuwe wetgeving worden geadresseerd. b) Extra informatie over kosten en effecten van een aantal beleidsvarianten op het gebied van

gasmotoren.

22 ECN-E--08-020

3. Voorgestelde wijzigingen

In het Besluit emissie-eisen stookinstallaties milieubeheer B (BEES B) worden beperkingen op-gelegd aan de uitstoot van stikstofoxiden (NOx), zwaveldioxide (SO2) en stof door stookinstalla-ties. Op het gebied van deze emissies zijn er diverse ontwikkelingen, zoals de implementatie van de IPPC richtlijn (Integrated Pollution Prevention and Control; EU richtlijn, 1996). Ook moet de luchtkwaliteit verder verbeterd worden en de verzuring worden verminderd. Daarnaast heeft het klimaatbeleid en de daarmee samenhangende toename van het gebruik van biobrand-stoffen effect op deze emissies. Deze ontwikkelingen maken een actualisatie van BEES B nood-zakelijk waarvoor VROM de volgende doelen formuleert: 1. De emissiegrenswaarden voor NOx, SO2 en fijn stof moeten tenminste overeenkomen met

laatste inzichten over de beste beschikbare technieken (BBT), zodat de afstand tussen de emissiegrenswaarden bij de grote stookinstallaties enerzijds en de kleinere anderzijds klei-ner wordt.

2. De emissiegrenswaarden onder BEES B moeten er toe bijdragen dat de sectoren IER (Indu-strie, Energie en Raffinaderijen), landbouw en HDO (Handel, Diensten en Overheid) hun NEC-doelstellingen in 2010 kunnen halen.

3. De actualisatie van BEES B moet er toe bijdragen dat er een permanente prikkel is tot inno-vatie zodat de uitstoot van verontreinigende stoffen afneemt.

4. Het actief meeschakelen met de ontwikkeling van een verdere diversificatie van de brand-stofinzet.

5. Vanwege het klimaatbeleid: het opnemen van emissiegrenswaarden voor de uitstoot van methaan (CH4) bij gasgestookte stationaire installaties.

Een gedetailleerd overzicht van alle voorgetelde wijzigingen staat in bijlage A. In dit rapport wordt er vanuit gegaan dat de nieuwe eisen voor nieuwe installaties ingaan per 1 januari 2009 en voor bestaande installaties zes jaar later op 1 januari 2015. Bij alle kostenberekeningen is uitgegaan van een rente van 8% en een afschrijvingstermijn van tien jaar7. Als basis voor de be-rekening van de effecten is uitgegaan van het veelgebruikte WLO GE-scenario (CPB/MNP/RPB, 2006) met bijstellingen voor de sterkere groei van gasmotoren in de glastuin-bouw en de toename van co-vergisting van mest. In de actualisatie worden nu ook SO2-, NOx- en stofeisen opgenomen voor houtgestookte ketels met een vermogen van 1 MWth of meer. Voor een aantal andere stoffen (zoals VOS en CO) blij-ven er voor deze installaties eisen staan in de Nederlandse Emissie Richtlijn Lucht (NeR) (In-fomil, 2003). Voor gasgestookte ketels wordt de grens in BEES B opgehoogd van 0,9 naar 1 MWth. Gasgestookte ketels kleiner dan 1 MWth gaan onder het Besluit energieprestatie gebou-wen vallen. Het is de bedoeling om deze 1 MWth grens ook te hanteren bij andere BEES B in-stallaties zoals stationaire gasmotoren. SO2-emissie-eisen Op dit moment staat er alleen een SO2-eis van 700 mg/Nm3 voor ‘nieuwe’ (sinds augustus 1990) kolengestookte installaties in BEES B. In de actualisatie van BEES B wordt gekozen voor een uniforme eis voor alle brandstoffen van 200 mg/Nm3. Alleen voor bestaande kolengestookte in-stallaties, waarvoor deels nog geen eis geldt in BEES B en deels een eis van 700 mg/Nm3, vindt een aanscherping plaats tot 400 mg/Nm3.

7 Hierbij hoort een annuïteit van 0,149. De totale kosten worden dan gelijk aan: investeringen * 0,149 + jaarlijkse

variabel kosten.

ECN-E--08-020 23

NOx-emissie-eisen. Een overzicht van de NOx-emissie-eisen staat in Tabel 3.1. Zie ook bijlage A voor meer details. Voor de onderlinge vergelijkbaarheid zijn alle eisen omgerekend naar g NOx per GJ brandstof-verbruik. Bij een aantal eisen zijn nog nadere opmerkingen te maken, die in deze tabel zijn weggelaten. Nieuw is dat nu ook voor (vaste) biomassa eisen gesteld worden. Brandstoffen, zo-wel gasvormig of vloeibaar, die uit biomassa gemaakt zijn vallen nu ook direct onder BEES B. Belangrijke wijzigingen zitten o.a. bij zuigermotoren op gas en bij nieuwe ketels. Daarnaast wordt in de actualisatie van BEES B gekozen voor een grens van 1 MWth voor alle installaties. Installaties kleiner dan 1 MWth gaan onder de het Besluit energieprestatie gebouwen (BEG) (VROM, 2006b) vallen. Bij de analyse van gasmotoren worden in dit rapport ook de gasmotoren kleiner dan 1 MWth (circa 400 kWe) meegenomen. Dit betreft dus de kosten en ef-fecten van het opnemen van, met BEES B vergelijkbare, eisen voor gasmotoren in BEG. Door de verschuiving vallen de kolengestookte installaties kleiner dan 1 MWth niet meer onder BEES B. Er komen ook een paar installaties bij. Door deze verschuiving komen enkele gasturbines tussen de nieuwe grens van 1 MWth (circa 350 kWe) en de oude grens van 1 MWe onder BEES B.

Tabel 3.1 Vereenvoudigd overzicht voorgestelde NOx-emissie-eisen Emissiegrenswaarde NOx

Installatie type Brandstof Huidige in mg/Nm3

Huidige in g/GJ

Voorstel in g/GJ

Ketel Nieuw Kolen 100 36 36 Ketel Bestaand Kolen 100-650 36-235 36

per 1-1-2015Ketel Nieuw Biomassa geen geen 34 Ketel Bestaand Biomassa geen geen 34

per 1-1-2015Ketel Nieuw Vloeibaar 120 35 35 Ketel Bestaand Vloeibaar 120-450 35-131 35

per 1-1-2015Ketel Nieuw Gasvormig 70 20 15 Ketel Bestaand Gasvormig 70-200 20-58 20

per 1-1-2015Gasturbine Nieuw Gasvormig/ vloeibaar 77 65 30 Gasturbine Bestaand Gasvormig/ vloeibaar 77-235 65-200 45-65

per 1-1-2015Zuigermotor Nieuw Vloeibaar 464 400 130 en na

zes jaar 408 Zuigermotor Bestaand Vloeibaar 464-1392 400-1200 400

per 1-1- 2015Zuigermotor Nieuw Gasvormig 165 140 30 Zuigermotor Bestaand Gasvormig 165-948 140-800 30

per 1-1-2015 Zuigermotoren die gebruikt worden om alleen elektriciteit op te wekken en waarvan de be-schikbare restwarmte niet gebruikt wordt, zoals bij een aantal stortplaatsen aanwezig zijn, vallen op dit moment nog buiten BEES B. In deze rapportage wordt er vanuit gegaan dat deze wat emissie-eisen betreft met BEES B meelopen.

8 In de berekeningen is verondersteld dat recent geplaatste (bio-)dieselmotoren per 1-1-2015 ook naar 40 g/GJ toe-

gaan. Voor zover bij ECN bekend zijn er geen andere bestaande dieselmotoren die nog onder BEES B vallen.

24 ECN-E--08-020

Stofemissie-eisen BEES B bevat alleen stofemissie-eisen voor ‘nieuwe’ (sinds augustus 1990) kolengestookte ke-tels van 50 of 20 mg/Nm3. Voor nieuwe ketels gaat de eis naar 5 mg/Nm3 en voor bestaande in-stallaties naar 20 mg/Nm3. Deze eisen gaan ook gelden voor ketels op vaste biomassa en vloei-bare brandstof. Voor vloeibare brandstof komt er bij turbines een eis van 5 mg/Nm3 (nieuw) of 30 mg/Nm3 (bestaand) en bij zuigermotoren van 30 mg/Nm3 (nieuw) en 50 mg/Nm3 (bestaand). De eisen zijn afgestemd op de technische mogelijkheden en eventuele BBT-niveau’s. Koolwaterstof (methaan) emissie-eis gasmotoren Sinds januari 2005 werd in het kader van het Groen Label Kas (GLK) certificatieschema een methaanemissienorm aan gasmotoren gesteld van max. 240 g/GJ voor kleine motoren met direc-te ontsteking en max. 320 g/GJ voor grotere motoren met ‘voorkamerontsteking’. In de nieuw-ste GLK-regeling wordt gesproken over een koolwaterstofemissie-eis van 1100 mg/Nm3 (bij 3% O2) (SMK, 2007). Als dit alleen methaan zou zijn dan komt dit uit op ca. 310 g/GJ. Na een onderzoek in opdracht van VROM (Olthuis, 2007) is besloten om een eis te formuleren voor nieuwe motoren van 1200 mg koolstof/nm3 aanwezig in koolwaterstofverbindingen (CxHy) in het rookgas (bij 3% O2). Het is de bedoeling om de eisen ook over zeven jaar voor bestaande motoren door te voeren. Een finaal besluit hierover wordt gekoppeld aan de technische ontwik-kelingen de komende twee jaar. Omgerekend komt de eis neer op 342 g koolstof/GJ brandstof. Het grootste deel, orde grootte 90% van deze koolstof zal zich in de vorm van methaan, de be-langrijkste component van aardgas en biogas, in het uitlaatgas bevinden.

ECN-E--08-020 25

4. Aantallen installaties

4.1 Eerste inventarisatieslag Ten behoeve van de discussie over de aanscherping van het Besluit Emissie Eisen Stookinstalla-ties B, aangeduid met BEES B (VROM, 1998), is een inventarisatie gemaakt van het aantal kleinere installaties. Het betreft een zeer ruwe schatting. De onzekerheden zijn niet voor alle typen even groot: • Van gasturbines is er een redelijk goede lijst met installaties. • Van gasmotoren geeft het CBS het aantal voor 2006. Het aantal gasmotoren groeit op dit

moment sterk (Schlatmann, 2006). • Het aantal glastuinbouwbedrijven is via CBS/LEI bekend. De vraag is echter of deze één of

twee ketels hebben staan of dat ze alleen een gasmotor (met afgassenketel) hebben. In som-mige gevallen, bij de zogenaamde koude teelt, zijn er alleen losse branders om de kas boven een bepaalde minimumtemperatuur te houden.

De overige installaties in Tabel 4.1 betreffen vooral schattingen. De marge in de tabel is hierbij een maat voor de onzekerheid. Het is niet uitgesloten dat het werkelijke aantal van een bepaald type installatie zich buiten de hier geschetste range bevindt. Bij de actualisatie van BEES B zal er een ondergrens voor het gasmotorvermogen van 1 MWth geïntroduceerd worden, waardoor ongeveer de helft van het aantal gasmotoren onder het Besluit Energieprestatie Gebouwen gaat vallen.

Tabel 4.1 Schatting van het aantal kleinere installaties in BEES B (2006) Type Min. range Middenwaarde Max rangeIn NOx-handelssysteem 200

Waarvan gasturbines 10 15 25 Waarvan ketels 140 185 235

Olie- & gaswinning + gastransp. (o.a. gasturbines) 60 80 100 Gasketels in de glastuinbouw 2500 4250 6000 Gasketels in de industrie 400 800 1200 Gasketels gebouwde omgeving 300 500 1000 Gasturbines 15 22 30 Gasmotoren (geen noodaggregaat) 3700 3900 4100

Waarvan ± 50% BEES B gasmotoren 1850 1950 2050 ± 50% BEG gasmotoren 1850 1950 2050

Dieselmotoren (geen noodaggregaat) 5 15 100 Ketels op zware olie 6 20 36 Ketels op biobrandstof 60 70 100 Ketels op kolen 6 8 10 Ketels op huisbrandolie (HBO) 50 100 200

Totaal BEES B 5402 8015 11086

Totaal BEES B plus BEG gasmotoren 7252 9965 13136 Van brandstoffen als kolen en olie geeft het CBS de hoeveelheid die in een bepaalde sector ver-bruikt wordt om energie op te wekken. Dit biedt enig houvast bij het schatten van het aantal in-stallaties. Maar als bijvoorbeeld het kolenverbruik van een industriële sector bekend is, dan is nog niet duidelijk om welke installaties het gaat. Het kan gaan om grote installaties die onder

26 ECN-E--08-020

BEES A9 vallen, om kleinere die onder BEES B vallen of om ovens en drogers die onder de Nederlandse emissie richtlijn (NeR)10 vallen (Infomil, 2003). Als bekend is aan welke eisen de installatie moet voldoen geeft dit echter niet automatisch aan welke emissiefactoren er bij horen. Aan de andere kant is het totale brandstofverbruik wel een erg belangrijke factor als het gaat om de onzekerheid in de totale Nederlandse emissie. Hoewel er grote marges zijn geeft dit (bij de gebruikelijke marges in de diverse emissiefactoren) wel ongeveer aan welke emissies aan het brandstofverbruik gekoppeld kunnen zijn. Als de verhouding tussen de diverse installaties er in de praktijk anders uitziet, zal het effect op de totale Nederlandse emissie hierdoor toch beperkt zijn.

4.2 Specifieke groepen nader toegelicht

4.2.1 Grote houtketels Voor houtgestookte installaties is er in opdracht van SenterNovem in 2005 een inventarisatie uitgevoerd (Koppejan, 2005) (Segers, 2005). Een overzicht daarvan staat in Tabel 4.2, daarnaast zijn er in de huishoudsector nog 792000 ‘sfeerkachels’ aanwezig. Voor de toekomstige BEES B installaties, aangenomen dat dit alle installaties groter dan 1 MWth betreft (hangt van de defini-tieve tekst van het actualisatie voorstel af), gaat het om circa 70 installaties met een gemiddeld vermogen van 2 MWth en een brandstofverbruik van circa 1,1 PJ/j.

Tabel 4.2 Opbouw vermogen houtketels Vermogensklasse [kWth]

Aantal ketels Totaal opgesteld vermogen

[MWth]

Gemiddeld vermogen

[kWth]

Totaal vermeden fossiele energie

[TJ/jaar] 20 - 100 491 25 51 187 100 - 250 55 11 200 84 250 - 500 61 22 361 174 500 - 1000 87 55 632 430 1000 - 2500 52 84 1615 632 >2500 16 57 3563 426 Totaal 762 254 333 1933 Waarvan >1000 68 141 2074 1058 In de rapportage van (Koppejan, 2005) staat dat het aantal nieuwe installaties aan het afnemen is en er overgeschakeld wordt op gas, vooral door bedrijven die het hout moeten inkopen. Alleen bedrijven die zelf houtafval hebben kopen nog nieuwe installaties. Niet uitgesloten is dat hier, onder invloed van de hoge energieprijzen en ‘milieudenken’11 een kentering in komt. Het ver-warmen met hout (blokken, snippers of pellets) staat breed in de belangstelling. De nieuwste statistiek van het CBS over duurzame energie van december 2007 (CBS, 2007b) geeft aan dat het aantal houtketels verder is toegenomen. De gegevens hiervan konden niet meer in dit rapport verwerkt worden.

9 Ook kleine installaties kunnen onder BEES A vallen als ze op een locatie staan die BEES A plichtig is. Normaal

gesproken vallen alle BEES A bedrijven, wegens het aanwezige vermogen onder het NOx-handelssysteem. 10 De NeR, Nederlandse Emissie Richtlijn Lucht (Infomil, 2003) geeft aan dat bij een emissie van meer dan 2 kg

NOx per uur emissiebeperkende maatregelen moeten worden toegepast. 11 Hout wordt als klimaatneutrale en dus milieuvriendelijke brandstof gezien. Dat hout, wat betreft luchtvervuiling

op het gebied van de emissie van fijn stof en NOx slechter is dan gas, dreigt hierbij te worden vergeten.

ECN-E--08-020 27

4.2.2 Gasmotoren bij mestvergisting In de overzichten van productiemiddelen elektriciteit van het CBS ontbreken de gasmotoren bij mestvergistingsinstallaties nog grotendeels (CBS, 2007a). Om meer inzicht te krijgen in de ont-wikkelingen op het gebied van biogasmotoren bij mest en co-vergistingsinstallaties is uit open-bare informatie daarom een overzicht gemaakt van de diverse projecten. Het CBS meldt medio december in de statistiek van duurzame energie 2006, dat er in 2006 op 37 bedrijven een mest-vergister in gebruik was (CBS, 2007b). De inventarisatie van ECN leverde ook 37 bedrijven op (en 15 in 2007). Hoewel bij alle projecten wel het geplaatste vermogen te vinden was, was in negen gevallen niet duidelijk om hoeveel gasmotoren het gaat. Geconcludeerd kan wel worden dat er gemiddeld meer dan 1,5 gasmotor per vergistingsinstallatie aanwezig zijn. Vaak zijn de motoren even groot, maar ook de combinatie van een kleine motor met een motor die twee keer zo groot is, komt regelmatig voor. Dit verklaart waarom er zowel bij 100 tot 200 kWe een piek bestaat in het aantal installaties als bij 300-400 kWe, zie Tabel 4.3. Duidelijk is dat de huidige gasmotoren bij deze installaties vrijwel allemaal kleiner zijn dan 1 MWe, zie ook Hoofdstuk 8 en volgende, waar hier nader op wordt ingegaan.

Tabel 4.3 Opbouw vermogen gasmotoren bij mestvergisting medio 2007 Vermogens range [kWe]

Aantal gasmotoren Gemiddeld vermo-gen

[kWe]

Totaal vermogen

[kWe]

Aandeel per ver-mogens range

[%] <100 7 32 223,5 1 100-200 21 179 3766 14 200-300 5 292 1460 5 300-400 33 343 11310 42 400-1000 4 730 2920 11 >1000 1 1064 1064 4 Onbekend ? 5952 22 Totaal 86 of meer 26696 100

4.2.3 BEES B installaties en NOx-emissiehandel

In eerste instantie is in dit project alleen gekeken naar de installaties die onder BEES B vallen maar niet onder NOx-emissiehandel. In een later stadium bleek dat dit toch breder gezien moest worden en alle BEES B installaties meegenomen moesten worden.

In deze paragraaf wordt dan ook vooral gekeken hoeveel brandstofverbruik of hoeveel installa-ties (met emissies, emissiereducties en bestrijdingskosten) van locaties boven de 20 MWth hier nog bijgeteld moeten worden. Hierbij is zowel gekeken naar de bedrijven of locaties die nu in het NOx-register zijn opgenomen (en welke daarvan onder BEES B vallen) als naar de omvang van de huidige opt-out. Volgens het register NOx-emissiehandel op de site van de Nederlandse Emissieautoriteit (NEa) zijn er in 2006 258 bedrijven (of bedrijfslocaties) die deelnamen aan de NOx-emissiehandel. De opgebouwde emissierechten in het register geven (na terugrekening met de PSR12) een indruk van het brandstofverbruik of de procesemissie. Dit betreft echter niet alle bedrijven die uiteinde-lijk aan de NOx-emissiehandel meedoen. Een deel van de bedrijven, met een geïnstalleerd ver-mogen van tussen de 20 en 30 MWth kon in de periode tot 2008 voor een opt-out kiezen. Vol-gens informatie op de site van het ministerie van VROM hebben ruim 100 bedrijven een opt-out verzoek ingediend, waarvan ruim 60% inderdaad onder de opt-out regeling valt. Een kwart had

12 Performance Standard Rate. De PSR geeft aan hoeveel NOx-emissierechten men krijgt per GJ brandstofverbruik.

In 2006 is de PSR 63 g/GJ, in 2010 40 g/GJ.

28 ECN-E--08-020

geen opt-out-verzoek hoeven doen omdat ze kleiner zijn dan 20 MWth13. Per saldo gaat het in

2008 dus om circa 320 bedrijven. Een lijst met bedrijven die van de opt-out gebruik gemaakt hebben is niet gepubliceerd. In het kader van CO2-emissiehandel zijn er ook overzichten van bedrijven gemaakt. Omdat ook hier een grens bij 20 MWth is gelegd, komen de meeste in NOx-handelende bedrijven, inclusief de opt-out, hierin terug. Er zijn echter ook verschillen bijvoorbeeld door de aanwezigheid van procesemissies, of door het aangewezen zijn van sectoren (bijvoorbeeld die van bouwmateria-len). Met behulp van de CO2-emissiefactor van aardgas kan uit de toegewezen rechten een orde grootte van het brandstofverbruik of de procesemissie verkregen worden. Uit de diverse bestanden is door ECN een lijst samengesteld van 425 bedrijven (of bedrijfsloca-ties). Hiervan zijn er ongeveer 250 waarvan het thermisch vermogen waarschijnlijk lager is dan 50 MWth. Een deel van deze bedrijven (circa 50) valt echter onder BEES A, bijvoorbeeld in de chemie, bij olieopslag en bij de productie van metalen. Daarnaast valt een deel van deze bedrij-ven (circa 70) onder de NeR, bijvoorbeeld bij de productie van bouwmaterialen en de grasdro-gerijen. Tenslotte bevat de lijst nog circa 20 offshore installaties voor de olie- en gaswinning die ook nog niet onder BEES B vallen en enkele bedrijven die zich met afvalverbranding bezig hou-den. Uiteindelijk levert dit circa 100 bedrijven op met 150 tot 250 installaties die onder BEES B vallen en mogelijk een vermogen tussen de 20 en 50 MWth hebben. Het gebruik van indirecte gegevens maakt dat er de nodige onnauwkeurigheid zit in het aantal bedrijven; het zouden er dus ook 80 of 16014 kunnen zijn. In het overzicht is bij de handelende bedrijven circa 25 MWe aan gasmotoren aanwezig uit de gebouwde omgeving en industrie. Gezien het beperkte aandeel zijn deze motoren en enkele die wellicht onder BEES A15 vallen integraal opgenomen bij de gasmotoren in dit rapport (zie Hoofdstuk 8). Daarnaast zit er 51 MWe van veertien gasturbines in warmte krachtinstallaties in. Samen met een drietal bij niet handelende bedrijven komt het totaal aan WKK-gasturbines on-der BEES B op zeventien (samen 60 MWe). Wordt naar het brandstofverbruik in deze categorie gekeken dan gaat het om circa 29 PJ (marge bij dit aantal bedrijven zeker 10 PJ) omgerekend met een performance standard rate (PSR) van 40 g/GJ is dit in 2010 1,2 kton NOx-emissierechten. Van het brandstofverbruik zit 3,5 PJ bij de sector diensten en overheid (waarvan 1,5 PJ WKK), 1 PJ in de glastuinbouw, 5 PJ bij de warm-tebedrijven (energiesector) en 17,5 PJ bij de industrie (waarvan 2,5 PJ WKK). In de meeste ge-vallen was de omvang ten opzichte van de rest van het verbruik van de sector, gezien de diverse onzekerheden, te beperkt om hier separaat berekeningen aan uit te voeren. Naast de al genoem-de gasmotoren en gasturbines is er 15 PJ extra verbruik aan de gasgestookte ketels toegevoegd. Het gaat hierbij vooral om energie-inzet bij de voedingsmiddelen industrie (zuivel, aardappel-verwerking) en bij de papierindustrie. Samenvattend kan gesteld worden dat het brandstofverbruik van BEES B installaties die ook onder emissiehandel vallen circa 30 PJ is (marge zeker ± 50%). Het gaat om circa 100 bedrijven (marge 80 tot 160) met 150 tot 250 BEES B installaties en 1,2 kton ± 50% aan NOx-

13 Meer recente informatie, die onder andere voortkomt uit inventarisaties in het kader van CO2-emissiehandel, wijst

erop dat er nog meer bedrijven zijn die over de 20 MWth grens heenkomen. Bovendien is de opt-out wat ruimer dan hier aangegeven, omdat bedrijven ook mogen corrigeren, mits voldoende aangetoond, voor reserve vermogen. Indien twee installaties nooit gelijktijdig in gebruik zijn, hoeft voor de bepaling van het vermogen er maar één meegeteld te worden. De opt-out lijst kent op dit moment circa 140 bedrijven, vooral in de glastuinbouw en asfalt-installaties (NeR).

14 In de bovenmarge is de nieuwe informatie over de grotere opt-out verwerkt. De beschikbare informatie is echter niet voldoende om hier eenvoudig een aanvullende berekening aan te doen. In deze rapportage wordt daarom een deel van de bedrijven in deze bovenmarge meegenomen alsof deze nog beneden de 20 MWth grens zitten. Voor de totale reductiekosten en effecten per BEES B onderdeel maakt dit in deze rapportage geen verschil.

15 Opgemerkt moet worden dat er ook nog een beperkt aantal gasmotoren (circa 30 MWe) in BEES A zitten, bijvoor-beeld van een groot glastuinbouwbedrijf.

ECN-E--08-020 29

emissierechten in 2010. Dit zijn niet alle bedrijven in de categorie tussen de 20 en 50 MWth. Er zijn ook nog bedrijven in deze range die onder de NeR vallen, BEES A of het Besluit verbran-ding afvalstoffen.

4.2.4 Offshore installaties Op dit moment vallen de offshore installaties niet direct onder BEES B, maar dienen ze wel de beste beschikbare techniek (BAT; Best Available Technology) toe te passen. De actualisatie van BEES B, en het opnieuw vaststellen van BAT in Nederland, kan dan ook gevolgen hebben voor deze installaties. Het zal duidelijk zijn dat het aanpassen van bestaande installaties, of het aan-voeren van hulpstoffen (reductiemiddel voor SCR) op zee duurder is dan op het land. Omdat de offshore installaties geen onderdeel van de ECN-studie uit maken, zijn de eventuele kosten en effecten niet in dit rapport opgenomen. In de offshore industrie wordt elektriciteit opgewekt met gasmotoren, gasturbines en dieselmo-toren. Een database van de installaties op offshore platforms wordt bijgehouden door NOGEPA (Netherlands Oil and Gas Exploration and Production Association). In (Velde, 2007) is een ac-tuele inventarisatie gemaakt van de aantallen installaties. In 2005 waren er in totaal 38 platforms in gebruik (zie Tabel 4.4).

Tabel 4.4 Aantal offshore platforms in gebruik in 2005 naar geïnstalleerd vermogen Aantal Platforms met 1 tot 20 MWth 17 Platforms tussen de 20 en 30 MWth 2 Platforms met meer dan 30 MWth 19 Totaal 38 Tabel 4.5 geeft een overzicht van de aantallen installaties met thermisch vermogen groter dan 1 MWth.

Tabel 4.5 Aantal installaties op offshore platforms met thermisch vermogen >1 MWth Type installatie Aantal Gas turbines 68 Gasmotoren 42 Dieselmotoren 24 Volgens de milieujaarrapportage 2004 van NOGEPA (FOIndustrie, 2006) bedraagt de offshore NOx-emissie circa 3,2 kton bij een brandstofverbruik (berekend uit de CO2-uitstoot) van circa 20 PJ. De gemiddelde emissie ligt dus rond de 160 g NOx/GJ brandstof. Inclusief de on-shore installaties komt de NOGEPA emissie uit op 3,8 kton NOx (gemiddelde emissie bij 28 PJ brand-stofverbruik 135 g/GJ). De milieujaarrapportage noemt voor 2010 een voorwaardelijke totale emissie van 3,25 kton NOx bij een iets lager brandstofverbruik (circa 25 PJ).

30 ECN-E--08-020

5. SO2-eisen

5.1 Meer SO2-emissie-eisen in BEES B Op dit moment staat er alleen een SO2-eis van 700 mg/Nm3 voor ‘nieuwe’ (sinds augustus 1990) kolengestookte installaties in BEES B. In de actualisatie van BEES B wordt gekozen voor een uniforme eis voor alle brandstoffen van 200 mg/Nm3. Alleen voor bestaande kolengestookte in-stallaties, waarvoor deels nog geen eis geldt in BEES B en deels een eis van 700 mg/Nm3, vindt een aanscherping plaats tot 400 mg/Nm3.

5.2 Oliestook (gasolie, bio-olie en zware stookolie) Per 1 januari 2008 gaat het maximum zwavelgehalte van gasolie (inclusief huisbrandolie) en gasolie voor de scheepvaart naar 0,1%. Dit komt overeen met een rookgasemissie van ca. 164 mg SO2/Nm3 (bij 3% O2 in het rookgas). Voor de installaties die gasolie stoken of huisbrandolie gaat er bij een eis van 200 mg/Nm3 dus niets veranderen. Bio-olie bevat veel minder zwavel dan fossiele olie. De zwavelgehaltes liggen doorgaans beneden de 0,01% (de Wilde, 2006). De eis heeft wel gevolgen voor het gebruik van zware stookolie. In Tabel 5.1 is een overzicht gegeven van het huidige brandstofverbruik van zware stookolie (exclusief het gebruik in de zee-scheepvaart), bron CBS. Ten opzichte van 1995 is het gebruik al aanzienlijk verminderd. Het besluit glastuinbouw (VROM, 2002a) maakt het gebruik van zware stookolie (en kolen) in de glastuinbouw minder vanzelfsprekend, omdat hiervoor een aparte vergunning nodig is. Ook met de aardolieraffinaderijen (BEES A bedrijven) bestaan inmiddels afspraken over een verdere af-bouw van het gebruik. Omdat niet precies bekend is in wat voor installaties de olie verbruikt wordt, is bij diverse andere sectoren niet direct duidelijk onder welke wetgeving het valt. Bij de glasproductie wordt nog stookolie gebruikt voor het smelten van het glas. Dit valt onder de NeR (Nederlandse Emissie Richtlijn). Ook wordt er nog zware stookolie gebruikt in verwarmingske-tels van wasserijen (BEES B). Dit valt onder de dienstensector.

Tabel 5.1 Energetisch verbruik van zware stookolie [PJ] SBI codering en sectornaam 1995 2005 2006 23201 Aardolieraffinage 25,03 7,74 6,68 1500b Voedings- en genotmiddelenind. 0,52 0,19 0,05 26 Glas-, aardewerk-, cement-, kalkind. 2,67 0,53 0,86 Overige energieafnemers (landbouw, diensten en overheid, bouwbedrijven)

1,92 0,01 0,10

Hoewel het theoretisch mogelijk is om met rookgasreiniging de emissie bij het gebruik van zwa-re stookolie binnen de uitstootnorm te brengen, zal in de praktijk (als er geen gasaansluiting mogelijk is) naar diesel worden overgeschakeld. Uitgaande van een stookolieprijs van 8 €/GJ en een dieselprijs van 11 €/GJ en de aanname dat het in SBI 26 niet om BEES B installaties gaat levert dit, op basis van het energiegebruik in 2006, de in Tabel 5.2 gegeven effecten op. In 2015 zal, als de trend zich voortzet, nog minder zware stookolie verbruikt worden, en zullen de kos-ten en effecten navenant lager zijn. De brandstofkosten voor de betreffende bedrijven stijgen hierdoor met 30%. De kosteneffectiviteit is circa 8 €/kg SO2-reductie.

ECN-E--08-020 31

Tabel 5.2 Effecten op SO2-emissie vloeibare brandstoffen bij brandstofinzet als in 2006 Sector Aanname olie-inzet

BEES B installaties [PJ]

Emissiereductie per jaar [kton]

Cumulatieve investering

[mln €]

Jaarlijkse kosten

[mln €] Industrie 0,05 0,02 (-) 0,15 Diensten 0,10 0,04 (-) 0,31 Totaal ‘2006’ 0,15 0,06 (-) 0,46 Schatting 2015 0,08 0,03 - 0,23

5.3 Gasstook Hoewel sommige aardgasvelden een hoog zwavelgehalte hebben, wordt zwavel er in Nederland uitgehaald voordat het gas het distributienetwerk in gaat. Het Nederlandse aardgas bevat daarom vrijwel geen zwavel16. Ook biogas bevat zwavel. Een eis van 200 mg/Nm3 rookgas (bij 3% zuurstof) is ongeveer ruim 60 g/GJ biogas of circa 600 mg/Nm3 biogas. Volgens een EU-inventarisatie liggen de zwavel-gehaltes bij biogas hier meestal al onder (ICAEN, 2004). Dit geldt ook voor Nederland. Bij stortgas ligt het gehalte tussen de 5 en 300 mg/Nm3 en dus zonder ontzwaveling al onder de norm (ETC, 1986). Wel kan het gehalte op een aantal plekken in een afvalstort te hoog zijn, als daar zeer specifiek afval is opgeborgen. Bij biogas uit mest kan zwavel door specifieke bacteri-en, met een hoog rendement, worden verwijderd door wat lucht toe te voeren. Dit wordt toege-past met het oog op onderhoud en levensduur van de gasmotor waarin dit gas meestal wordt toegepast. Gehaltes liggen tussen de 50 en 300 ppm (7-40 g SO2/GJ) met een richtwaarde van 250 ppm (<33 g/GJ) (Infomil, 2005). Ook bij het vergisten van slib van waterzuiveringsinstalla-ties wordt er meestal, door de aanwezigheid (of toevoeging) van metaalverbindingen in het slib, al voldoende ontzwaveld met het oog op de gasmotoren. In de huidige situatie zal de zwaveleis daarom nauwelijks effect hebben of extra kosten met zich meebrengen17.

5.4 Kolenstook De SO2-eis heeft ook beperkte gevolgen voor het gebruik van kolen. In Tabel 5.3 is een over-zicht gegeven van het huidige brandstofverbruik van kolen, bron CBS. De elektriciteitsproductie valt onder BEES A en bovendien bestaan er voor deze sector aparte afspraken met de overheid. Ook in de sector van bouwmaterialen lijken geen kolen in ketels te worden ingezet (Bank, 1997); ofwel ook dit verbruik valt niet onder BEES B maar onder de NeR. De kolenkachels die bij de huishoudens nog gebruikt worden vallen ook niet onder BEES B.

16 Aan aardgas wordt wel een zwavelhoudende geurstof toegevoegd. 17 Dat de maatregel op dit moment weinig effect heeft wil niet zeggen dat dit in de toekomst zo blijft. Indien er meer

energietechnieken gebruikt worden, die weinig last van zwavel hebben, zou de eigenaar er voor kunnen kiezen, om de relatief goedkope ontzwavelingsmethodes maar achterwege te laten.

32 ECN-E--08-020

Tabel 5.3 Energetisch verbruik van steenkool, steenkoolcokes en steenkoolderivaten SBI codering en sectornaam [PJ]

1995 2005 2006

Elektriciteitsproductie 242,64 207,55 204,60 1500b Voedings- en genotmiddelenind. 1,27 0,58 0,96 1700a Textiel-, kleding- en lederindustr 0,02 0,05 0,02 26 Glas-, aardewerk-, cement-, kalkind. 2,11 1,46 1,34 2710a Basisferrometaal industrie 0,42 0,20 0,52 Huishoudens 0,23 0,20 0,20 Overige energieafnemers (landbouw, diensten en overheid, bouwbedrijven)

0,99 0,42 0,30

Wat betreft de voedings- en genotmiddelen industrie worden er vooral kolen gebruikt bij de groenvoerdrogerijen, dit valt onder de NeR (Beumer, 1994). Bij de suikerproductie wordt nog wel cokes gebruikt, maar dit valt onder het non-energetische gebruik en staat niet in Tabel 5.3. Hoewel de meeste kolen bij de industrie gebruikt worden in installaties die onder de NeR vallen, zijn er, volgens de kolenbranche, nog een beperkt aantal industriële kolengestookte installaties die onder BEES B vallen18. Voor de berekening van de kosten wordt hier verondersteld dat het 10% van het energetische kolenverbruik van de industrie betreft. Ook in de landbouwsector worden nog kolen (antraciet) gebruikt bij één of enkele varkenshou-derijen. Deze laatste vallen waarschijnlijk wel onder BEES B (mede omdat BEES B voor kolen geen ondergrens stelt bij 0,9 of 1 MWth). Er lijkt wel discrepantie te bestaan tussen het brand-stofverbruik en het aantal installaties. Hoewel hier geen recente informatie over is, is het denk-baar dat er ook in de glastuinbouw nog kolen gestookt worden. Voor het voldoen aan de emissie-eisen kan waarschijnlijk niet langer volstaan worden met het inkopen van laagzwavelige kolen19 of antraciet. Een optie die bij grotere installaties wel wordt toegepast is het toevoegen van kalksteen aan de brandstof of het injecteren van kalk in de vuur-haard. Dit neemt de zwavel op en wordt gelijk met de vliegas in de stofvanger afgevangen. Op basis van extrapolatie uit (Goovaerts, 2002) zijn hiervoor de kosten geschat die in Tabel 5.4. staan. Als basis is hierbij gekozen voor een gemiddelde van het brandstofverbruik in 2005 en 2006. De extrapolatie, van met name de investeringskosten, geeft een onzekerheid van circa 50%. Er zijn ook andere opties zoals een natte rookgaswasser die ook voor stof afvang kan wor-den toegepast (zie Tabel 7.1). Tenslotte kan ook overgeschakeld worden op een schonere en meer gebruikelijke brandstof als huisbrandolie of zelfs aardgas, als dit beschikbaar is. De kosten hiervan zijn niet in kaart gebracht, maar wellicht lager. Zoals hiervoor al aangegeven lijkt het kolenverbruik in BEES B installaties te hoog, en vormen de geschatte kosten waarschijnlijk een overschatting. Voor installaties waarbij wel een ontzwaveling toegepast gaat worden stijgen de energiekosten met 20 tot 30%. De kosteneffectiviteit is 7 €/kg SO2-reductie. In 2015 zal, als de trend zich voortzet, nog minder kolen verbruikt worden in kleine installaties en zullen de kosten en effecten navenant lager zijn. Omdat het aantal bestaande installaties in 2015 waarschijnlijk lager zal zijn dan op dit moment, zal ook de noodzakelijke investering lager zijn dan op basis van het brandstofverbruik in 2005/2006 bepaald is. Vandaar dat de cumulatieve investering in Tabel 5.4 tussen haakjes is geplaatst. Gezien de leeftijd mag zelfs verondersteld worden dat er in 2020 nog nauwelijks dergelijke installaties zijn.

18 Een aantal oudere kolengestookte installaties hebben een ambachtelijk of historisch karakter. 19 De samenstelling van kolen varieert afhankelijk van de locatie van winning. Er wordt in Europa in ieder geval op

één plek wel kolen gebruikt, die een zo uitzonderlijk laag zwavelgehalte heeft, dat direct aan de eis voldaan zou kunnen worden.

ECN-E--08-020 33

Tabel 5.4 Effecten BEES B actualisatie op SO2-emissie kolen bij brandstofinzet als 2005/2006 Sector Aanname koleninzet


SO2-reductie

[kton]

Cumulatieve in-vestering [mln €]

Jaarlijkse kosten

[mln €] Industrie 0,26 0,10 (1,9) 0,7 Landbouw 0,36 0,13 (2,7) 1,0 Totaal ‘2006’ 0,62 0,23 (4,6) 1,7 Schatting 2015 0,3 0,1 2,3 0,8 Voor nieuwe installaties zijn geen kostenschattingen gemaakt. Net als bij zware stookolie is er bij kolen, mede door het slechte imago en de problemen die dit oplevert bij een vergunningaan-vraag, eigenlijk geen sprake van nieuwe installaties. Ook met de voorgestelde aanscherpingen blijft de milieubelasting ten opzichte van het gebruik van aardgas relatief hoog.

34 ECN-E--08-020

6. NOx-eisen

6.1.1 Aangescherpte eisen Voor alle installaties die onder BEES B vallen worden eisen aan de NOx-emissie gesteld. In de loop van de tijd, zijn deze verschillende keren bijgesteld. In een aantal gevallen zijn voor nieu-we installaties telkens scherpere eisen gesteld. De marge bij de bestaande installaties in Tabel 3.1 heeft met deze aanscherping te maken. De huidige bestaande installaties bestaan immers deels uit installaties, die er al voor de invoering van BEES B waren, en deels uit installaties die sindsdien nieuw zijn gebouwd. De eisen voor de volgende installaties worden geactualiseerd: • Bestaande en nieuwe ketels op vaste biomassa komen in BEES B • Bestaande ketels op olie • Bestaande en nieuwe ketels op gas • Bestaande en nieuwe gasturbines • Bestaande en nieuwe zuigermotoren • Bestaande en nieuwe gasmotoren. Aangezien de impact van de aanscherping het grootste is bij de gasmotoren zijn hier een aantal aparte hoofdstukken aan gewijd (zie Hoofdstukken 8, 9 en 10). De andere installaties worden hieronder besproken.

6.1.2 Bestaande en nieuwe ketels op vaste biomassa komen in BEES B Voorgesteld wordt om voor nieuwe installaties groter dan 1 MWth een eis van 100 mg/Nm3 bij 6% O2 (circa 34 g/GJ brandstof) in te voeren en voor bestaande installaties dezelfde eis maar dan per 1 januari 2015. Op dit moment vallen houtgestookte ketels niet onder BEES B. Bij de actualisatie van BEES B gaat het om circa 70 installaties groter dan 1 MWth met een gemiddeld vermogen van 2 MWth Het bijbehorende brandstofverbruik is circa 1,1 PJ per jaar (zie ook Tabel 4.2). Hoewel er een sterke variatie is, komen er, terugkijkend naar de historische ontwik-keling, jaarlijks circa vier nieuwe installaties bij20 met een totaal vermogen van 7 MWth (Segers, 2005). De levensduur van dit soort installaties komt daarmee uit op ongeveer 20 jaar. Huidige eisen Om het effect van de actualisatie te bepalen, is het belangrijk om te weten welke eisen er tot nu toe aan houtketels gesteld zijn. Volgens (Haas, 2002) geldt tot 2007 de algemene NeR-eis van 200 mg/Nm3 (bij 11% O2; circa 100 g/GJ) en gaat dit in 2007 bij een slecht energetisch rende-ment over in 70 mg/Nm3 (36 g/GJ) en bij een hoog energetisch rendement in 130 mg/Nm3 (66 g/GJ). Deze nieuwe eisen staan echter niet in de NeR. Ze komen wel voor in het Besluit ver-

20 In december 2007 bleek dat er in 2006 sprake was van een extra groei (CBS, 2007b). Deze groei is hier nog niet

verwerkt.

ECN-E--08-020 35

branding afvalstoffen (BVA)21 (VROM, 2004) en de daaraan voorafgaande circulaire ‘Emissie-beleid voor energiewinning uit biomassa en afval’ (VROM, 2002b). In BEES A staat een emis-sie-eis van 200 mg/Nm3 vermeld, maar dan bij een ander zuurstofgehalte (bij 6% O2; circa 68g/GJ). Uiteindelijk wordt door Infomil aangegeven dat voor afval de circulaire is opgevolgd door de BVA, maar dat deze voor hout nog steeds gebruikt wordt. Als een gemiddelde emissie van bestaande houtketels wordt hier 100 g/GJ gehanteerd. Een eis van 34 g/GJ betekent een reductie van circa 66 g/GJ. De emissieverlaging kan bereikt worden door toepassing van SCR. In Nederland wordt SCR bij houtstook op dit moment al toegepast bij de houtgestookte wervelbedcentrale van 24 MWe in Cuijk (Wilde, 2006), die overigens ook SNCR (selectieve niet katalytische reductie) toepast. Ook de nieuwe houtgestookte installatie van 80 MWth van aviTwente heeft SCR (Overijssel, 2006). De aanwezigheid van alkalimetalen (zoutverbindingen) als natrium en kalium in het hout hebben een negatieve invloed op de le-vensduur van de katalysator in de SCR installatie. Hiermee is in de kostencijfers rekening ge-houden. Kosten Het brandstofverbruik van circa 1 PJ is verdeeld over drie sectoren: 75% industrie (vooral hout-bewerking), 5% landbouw en 20% diensten en overheid. In 2010 gaat het nog alleen om nieuwe installaties, zie Tabel 6.1. In 2015 moeten de nog aanwezig bestaande installaties aan de eisen voldoen, zie Tabel 6.2. Tabel 6.3 geeft het gezamenlijke effect weer voor het jaar 2020. Hierbij is verondersteld dat de parkomvang van houtgestookte installaties niet verandert. De cumulatie-ve investeringskosten van 2020 bevatten ook de kosten van inmiddels afgeschreven installaties.

Tabel 6.1 Effecten BEES B actualisatie nieuwe houtinstallaties in 2010 Sector Veronderstelde

houtinzet [PJ]

NOx-reductie

[kton]

Cumulatieve inves-tering

[mln €]

Jaarlijkse kosten

[mln €] Industrie 0,06 0,004 0,32 0,09 Landbouw 0,00 0,000 0,02 0,01 Diensten 0,02 0,001 0,08 0,02 Totaal 0,08 0,005 0,17 0,12

21 Vanaf 20 kWth kunnen er volgens het Activiteitenbesluit (VROM/VenW, 2007) emissie-eisen aan houtgestookte

installaties gesteld worden. De NeR geeft medio 2002 alleen een algemene eis van 200 mg/Nm3, maar dan bij 3% O2; ca. 56 g/GJ. Deze eis geldt pas bij een uitstoot van meer dan 5 kg per uur. Gesteld dat er een emissie is van 100 g NOx/GJ, dan komt deze eis pas in het zicht bij installaties van 15 MWth en meer. Inmiddels is de NeR aan-gepast en stelt deze bij de algemene eisen dat, bij een uitstoot van 2 kg NOx/uur of meer, emissiebeperkende tech-nieken moeten worden toegepast volgens de stand der techniek. Voor schoon hout wordt door Infomil verwezen naar de NeR (onderdeel F7). In deze regeling voor het verbranden van schoon resthout staat dat er geen emissie-eisen ter beperking van NOx-emissie opgelegd hoeven te worden, tenzij het totale thermische vermogen groter is dan 2,5 MWth en bovendien het te verbranden resthout voor meer dan 80-90% uit plaatmateriaal (spaanplaat e.d.) bestaat. In dat geval geldt een emissie-eis van 400 mg/Nm3. Deze eis dient door middel van primaire maatregelen te worden gerealiseerd. Verder kan nog opgemerkt worden dat er ook VOS- en CO-eisen in dit onderdeel van de NeR staan. Voor ketels op snoeihout en schoon hout verwijst Infomil naar BEES A waar voor nieuwe (vergunning op of na 27 november 2002) biomassa gestookte installaties een eis genoemd wordt van 200 mg/Nm3. Voor instal-laties van voor die tijd geldt de eis van 700 mg/Nm3, circa 238 g NOx/GJ. Voor ketels die niet onder BEES A val-len wordt de vergunningverlener er door Infomil op gewezen dat toch bij het eisenniveau van BEES A aangesloten kan worden. De cijfers van (Haas, 2002) staan wel in de A-tabellen van het Besluit verbranding afvalstoffen (BVA). Dit gaat echter om vervuild hout en dus niet om installaties die onder BEES B gaan vallen. De tekst rond dit besluit geeft aan dat een installatie niet gelijktijdig onder een eis uit dit besluit kan vallen en onder een eis voor dezelfde stof uit BEES A, BEES B of de NeR.

36 ECN-E--08-020

Tabel 6.2 Effecten BEES B actualisatie op uitstoot bestaande houtinstallaties in 2015 Sector Veronderstelde

houtinzet [PJ]

NOx-reductie

[kton]


[mln €]

Jaarlijkse kosten

[mln €] Industrie 0,48 0,031 3,31 1,17 Landbouw 0,03 0,002 0,22 0,08 Diensten 0,13 0,008 0,88 0,31 Totaal 0,63 0,041 4,41 1,56

Tabel 6.3 Effecten BEES B actualisatie op nieuwe en bestaande houtinstallaties in 2020 Sector Veronderstelde

houtinzet [PJ]

NOx-reductie

[kton]


[mln €]

Jaarlijkse kosten

[mln €] Industrie 0,79 0,052 5,75 1,52 Landbouw 0,05 0,003 0,38 0,10 Diensten 0,21 0,014 1,53 0,40 Totaal 1,06 0,069 7,67 2,02 De gemiddelde NOx-reductiekosten liggen tussen de 23 (nieuwe ketels) en 27 (bestaande ketels) €/kg NOx-emissie vermeden. Hoewel de eisen vergelijkbaar worden met die van kolen, zijn de specifieke kosten hoger. Dit komt onder andere doordat de gemiddelde bedrijfstijd lager, op 2000 uur, ligt. De totale kosten van de eigenaar voor dit soort installaties stijgen richting 2020 met circa 20%.

6.1.3 Bestaande ketels op olie In de BEES B grootte zijn er in Nederland circa 100 tot 150 ketels op huisbrandolie. Daarnaast zijn er nog enkele op zware stookolie. Sinds 1 mei 1998 (en voor installaties kleiner dan 2,5 MW sinds 1 januari 1999) geldt hiervoor een eis van 120 mg NOx/Nm3 (35 g/GJ). In de actuali-satie van BEES B wordt deze eis niet aangescherpt. Wel gaat hij voor alle bestaande installaties gelden. De emissie-eis voor installaties tussen de 10 en 20 jaar oud is voor zware stookolie 300 mg/Nm3 (87 g/GJ) 22 en voor huisbrandolie 200 mg/Nm3 (58 g/GJ). De actualisatie richt zich dan ook alleen op het vervangen van branders die al meer dan tien jaar oud zijn. Per saldo zou de eis per 2015 tot aanpassing kunnen leiden voor 30 huisbrandolie gestookte installaties en één tot twee zware olie gestookte installaties. De hoeveelheid olie die gestookt wordt in ketels is niet goed bekend. De statistieken geven al-leen cijfers waarin ook het olieverbruik van mobiele werktuigen als landbouwtrekkers en hef-trucks is opgenomen. Uiteindelijk is voor de kostenberekening in Tabel 6.4 verondersteld dat er circa 3 PJ aan olie verbruikt wordt, waarvan 1/3 in installaties kleiner dan 1 MWth (geen BEES B). Van het resterende olieverbruik wordt de helft verbruikt in installaties die al aan de eisen voldoen. Bij het resterende deel moet dus de oude brander vervangen worden, of alvast een nieuwe ketel worden aangeschaft (hier is ketelvervanging verondersteld in 1/3 van de situaties; hiervoor zijn geen kosten berekend omdat bij deze keuze ook verbetering van de bedrijfszeker-heid en verlaging van de onderhoudskosten meespeelt). Voor het bepalen van de kosten van nieuwe oliebranders is onder andere gebruik gemaakt van Vito informatie (Derden, 2005). In 2020 zijn de installaties met nieuwe branders uit bedrijf of zouden zonder actualisatie toch ook een nieuwe branders hebben gekregen23. Voor 2020 zijn er dan ook geen substantiële kosten op

22 Theoretisch kunnen er nog oudere installaties op zware stookolie zijn met een emissie rond de 130 g/GJ. Dit is

echter niet waarschijnlijk. 23 Hier wordt gerekend met de totale branderkosten. Volgens (Derden, 2005) zijn de meerkosten bij aanschaf van een

nieuwe brander van een low NOx uitvoering 15 tot 20%.

ECN-E--08-020 37

te voeren. Wel kunnen er nog steeds emissie-effecten zijn, omdat ook de oudste installaties aan emissie-eisen moeten voldoen24.

Tabel 6.4 Effecten BEES B actualisatie op NOx-emissie oliegestookte ketels in 2015 2010 Brandstofverbruik

[PJ] NOx-reductie

[kton] Investering

[mln €] Jaarlijkse kosten

[mln €] Landbouw 0,2 0,005 0,10 0,014 HDO 0,3 0,007 0,15 0,022 Industrie 0,1 0,003 0,06 0,009 Totaal 0,6 0,014 0,30 0,045 De kosteneffectiviteit van de aanpassing is 3 €/kg NOx-emissie vermeden. Voor de eigenaar van de installatie stijgen de kosten met circa 3%.

6.1.4 Bestaande ketels op kolen De ontwikkeling van de afnemende koleninzet is al beschreven Paragraaf 5.4. Sinds 1994 zijn de emissie-eisen voor nieuwe installaties gebaseerd op 100 mg NOx/Nm3 (circa 36 g/GJ). Voor-gesteld wordt om deze eis ook voor bestaande installaties in te voeren. Omdat de meeste instal-laties ouder zijn, en een veel hogere emissie hebben, kan een emissiereductie van 140 g/GJ be-reikt worden. Voor de kostencijfers wordt dezelfde basis gebruikt als SCR bij houtstook. Hoe-wel hier een kostencijfer berekend wordt, kan de actualisatie best tot een vernieuwingslag lei-den, waarbij oude installaties uit bedrijf genomen worden. Met de nodige aannamen zijn de ef-fecten voor 2015 geschat in Tabel 6.5. Voor het totale kostenoverzicht in 2020 in de samenvat-ting wordt verondersteld dat de koleninzet dan nog eens met de helft is afgenomen. Met 13 €/kg NOx-reductie, zijn de kosten tamelijk hoog.

Tabel 6.5 Effecten BEES B actualisatie op NOx-emissie kolen in 2015 Sector Aanname koleninzet


NOx-reductie

[kton]

Cumulatieve inves-tering

[mln €]

Jaarlijkse kosten

[mln €] Industrie 0,06 0,01 0,45 0,12 Landbouw 0,09 0,01 0,63 0,16 Totaal 0,15 0,02 1,07 0,28

6.1.5 Bestaande en nieuwe ketels op gas De emissie-eisen aan ketels op gas, die vooral voor verwarming worden gebruikt, zijn vastge-legd in BEES B (en BEES A) voor installaties groter of gelijk aan 0,9 MWth. Voor installaties kleiner dan 0,9 MWth staan deze in het Besluit typekeuring verwarmingstoestellen luchtveront-reiniging stikstofoxide (VROM, 1995), zie Tabel 6.6. Dit laatste besluit gaat vervallen en de NOx-eisen zullen te zijner tijd worden ondergebracht in het Besluit energieprestatie gebouwen (VROM, 2006a). Daarnaast zal ook de grenswaarde voor BEES B verschuiven van 0,9 naar 1 MWth..

24 In 1996 zijn in Vlaanderen de ketels in de glastuinbouw geïnventariseerd. Van de oliegestookte ketels bleek 20%

op dat moment meer dan 25 jaar oud te zijn. Dit geeft het mogelijke belang aan om bij actualisatie van BEES B toch ook naar de oudere bestaande installaties te kijken.

38 ECN-E--08-020

Tabel 6.6 Besluit typekeuring verwarmingstoestellen luchtverontreiniging stikstofoxide Stoom- of waterketels op gas en olie tot en met 900 kWth. Eisen per type brander

NOx-eis [mg/Nm3 bij

3%O2]

NOx-eis omgerekend

[g/GJ]

Ingaande per

Atmosferische brander (en luchtverwarmers) 157 44 1-1-96 Ventilator brander 105 29 1-1-96 Voorgemengde brander 70 20 1-1-96 In de actualisatieslag van BEES B wordt de emissie-eis voor nieuwe gasgestookte ketels van 70 mg/Nm3 (20 g NOx/GJ) met 25% aangescherpt naar 54 mg/Nm3 (15 g/GJ). Dit is een niveau waaraan de nieuwe huishoudelijke CV-ketels, met voorgemengde branders, goed kunnen vol-doen. Voor de grotere installaties vergt dit echter wel de nodige inspanning25. Voor bestaande installaties wordt per 1 januari 2015 dezelfde emissie-eis ingevoerd als nu voor nieuwe installa-ties geldt namelijk 70 mg NOx/Nm3 (20 g/GJ). Voor een aantal bestaande installaties waarbij de brander toch al vervangen moet worden, levert dit eigenlijk geen additionele kosten op. Voor anderen zal dit of een vervanging of een aanpassing van de brander vergen. Samen met de gas-motoren vormen de gasgestookte ketels de belangrijkste NOx-bron van kleinere stationaire in-stallaties. De aanscherpingen leveren dan ook een belangrijke reductie op. In het kader van het optiedocument (Daniels, 2005) is al naar de aanscherping bij nieuwe ketels gekeken26. Technisch gezien kan aan de eis voor nieuwe ketels voldaan worden door aanpassin-gen aan de branderkop van een ventilatorbrander. Doordat een brander zowel hard als zacht ge-zet moet kunnen worden (modulerend) wordt deze, om over de hele range aan lage NOx te vol-doen, wel complexer. De meerkosten worden op 5% van de branderkosten geschat. Afhankelijk van de fabrikant, ofwel de bouw van de huidige brander, kan dit wel uiteenlopen. Er zijn vol-doende leveranciers, en er is voldoende ervaring met deze branders. Omdat de toepassing van atmosferische branders (zonder ventilator, het gaat hier om een deel van de brandermarkt) wel-licht niet meer mogelijk is, zijn ook extra ventilatiekosten opgenomen. In het optiedocument is nog uitgegaan van een grens bij 0,9 MWth. Het verschuiven van de grens naar 1 MWth zal tot gevolg hebben dat het aantal gasgestookte ketelinstallaties onder BEES B afneemt. Theoretisch zou het aantal gasketels onder BEES B met 5% kunnen dalen. Omdat het om kleinere installaties gaat en dus per installatie minder gas verstookt wordt betreft het maar 1,5% van de warmtevraag, brandstofverbruik en bijbehorende emissies. In de praktijk zal het zelfs om een nog lager aandeel gaan omdat het voor bedrijven op dit moment gunstig is om onder de BEES B grens te blijven door bijvoorbeeld twee of meer kleinere installaties te plaatsen. In Tabel 6.7 zijn de kosten en bijbehorende reductie-effecten aangegeven. In de twee-de kolom staat het geschatte totale gasverbruik in ketels die onder BEES B vallen. De cijfers hebben vooral betrekking op de warmtevraag voor ruimteverwarming. Bij de sector industrie en energie is 15 PJ brandstofverbruik toegevoegd voor bedrijven en installaties die ook aan NOx-emissiehandel deelnemen (zie ook Paragraaf 4.2.3). Uitgaande van een ingangsdatum van 1 ja-nuari 2009, wordt in 2010 7,5% van de brandstof in schonere installaties verbruikt en in 2020 58%. Het uiteindelijke effect kan bij nieuwe installaties oplopen naar 0,55 kton (in 2029). En de kosten zijn met € 1 tot € 2 per ton NOx-reductie relatief laag. Voor bestaande installaties wordt het maximum effect van bijna 0,7 kton NOx-reductie bereikt in 2015 bij een investering van cir-ca € 22 mln (€ 4 per kg vermeden NOx-emissie). Voor 2020 komen de kosten voor beide maat-regelen samen gemiddeld rond de € 3 per kg vermeden NOx-emissie uit. De verlaging van de NOx-uitstoot kan met zich mee brengen dat de vuurhaardbelasting (de hoeveelheid energie die 25 Bij de grotere installaties is er een scheiding tussen ketelfabrikanten en branderleveranciers. De Europese markt

voor oliebranders is veel groter dan die voor gasbranders. Als het gaat om de ontwikkeling van zeer schone bran-ders heeft de kleinere gasmarkt minder prioriteit. Niet alle bedrijven die nu gasbranders op de Nederlandse markt verkopen kunnen op dit moment al deze niveaus halen.

26 Technisch is het mogelijk om met keramische branders nog een stap verder te gaan. De ervaring hiermee is echter beperkt. Ook vergt dit een belangrijke aanpassing van het ketelontwerp. Volgens de huidige inzichten is dit dan ook een veel duurdere aanpassing.

ECN-E--08-020 39

per oppervlakte-eenheid wandoppervlak kan worden overgedragen) moet worden verlaagd. Hier zijn geen kosten voor verondersteld. Bij bestaande installaties is het aanwezige vermogen meestal voldoende ruim om deze teruggang op te vangen. Bij nieuwe installaties moet bij het ketelontwerp met de lagere vuurhaardbelasting rekening worden gehouden.

Tabel 6.7 Effecten BEES B actualisatie op gasgestookte ketels Sector Totaal

brandstofverbruik[PJ]

NOx-reductie

[kton]


Jaarlijkse kosten

[mln €] 2010 Land en tuinbouw 84 0,044 0,3 0,09 HDO en bouw 9 0,005 1,0 0,01 Huishoudens 2 0,001 0,1 0,00 Industrie en energie 20 0,010 0,7 0,02 Totaal 115 0,060 2,1 0,12 2020 Land en tuinbouw 76 0,727 17,29 2,28 HDO en bouw 9 0,075 2,07 0,24 Huishoudens 2 0,016 0,45 0,05 Industrie en energie 21 0,171 4,69 0,54 Totaal 108 0,989 24,50 3,11 Van belang is nog om te vermelden dat ongeveer 2/3 van het brandstofverbruik in kleinere ke-tels27 in de categorie beneden de 1 MWth valt. De emissie-eisen liggen hier, met name voor de atmosferische branders, op dit moment nog niet op het huidige BEES B niveau. Hier ligt dus ook nog een aanzienlijk reductiepotentieel28.

6.1.6 Bestaande en nieuwe gasturbines Voor gasturbines wordt voorgesteld de emissie eis voor nieuwe gasturbines van 45 tot 6529 g NOx/GJ naar 30 g/GJ te verlagen en voor bestaande gasturbines van 65-200 g/GJ tot 45 tot 65 g/GJ. Bestaande sologasturbines Tegenwoordig worden verbrandingskamers van gasturbines zo ontworpen dat deze al een lage NOx-uitstoot hebben. De voorgestelde eisen voor bestaande installaties leggen alleen vast wat allang in de praktijk haalbaar is. Bovendien komen de eisen vrijwel overeen met wat al in BEES B stond. Alleen voor sologasturbines van voor 1 mei 1998 gelden nog eisen die hier boven lig-gen. In de industrie zijn deze, voor zover bij ECN bekend, niet meer aanwezig. Mochten er toch industriële installaties zijn dan kan tegen beperkte kosten een systeem van water of stoominjec-tie aangebracht worden30. Sologasturbines zijn er wel in het aardgasnet. Zo zijn er een 69 gas-turbines aanwezig bij de diverse aardgascompressorstations en aardgasgerelateerde installaties (on-shore). Deze vallen vrijwel allemaal onder het NOx-handelssysteem, en ook grotendeels on-der BEES A. Na correctie voor BEES A blijven er acht gasturbines over die onder BEES B val-len. Ook is er is één locatie met drie sologasturbines die nu nog niet onder BEES B valt, maar

27 Dit is nog zonder de huishoudelijke CV-ketels. 28 In dit verband kan nog opgemerkt worden dat soms gekozen wordt om meerdere kleinere installaties in plaats van

één grote. Dit kan oplopen tot tien zeer grote huishoudelijke CV-ketels om een warmtevraag van 1 MWth te dek-ken. Doordat huishoudelijke CV-ketels in serie geproduceerd worden, zijn deze relatief goedkoop. Ook wordt on-derhoud en regelgeving genoemd bij de economische motieven voor deze keuze.

29 Eventueel met rendementscorrectie. 30 De orde van grootte van de extra investering is € 50.000 (minder dan 10% van een nieuwe gasturbine).

40 ECN-E--08-020

na een verlaging van de grens van 1MWe naar 1 MWth wel. Uiteindelijk gaat het om 11 gastur-bines met een totaal asvermogen van 37 MWas (ongeveer equivalent met 37 MWe). Niet elke bestaande gasturbine kan eenvoudig aangepast worden. Probleemgebieden zijn de ou-de gasturbines waar geen lage NOx-brander voor ontwikkeld is. In dat soort gevallen kan de NOx gereduceerd worden door stoom of water in de verbrandingskamer te injecteren. Of hier-mee altijd de 65 g/GJ gehaald kan worden, is niet 100% zeker. Dit is van belang als ook de off-shore installaties onder BEES B actualisatie gebracht worden. Volgens Velde (2007) zou het in de offshore gaan om vier gasturbines, buiten locaties met meer dan 20 MWth. De offshore instal-laties zijn hier verder niet meegenomen. Voor de berekening van de kosten, zie Tabel 6.8, is verondersteld dat de 11 sologasturbines voorzien kunnen worden van waterinjectie en in 2015 nog niet vervangen zijn. De gemiddelde reductiekosten komen rond de 5 €/kg uit. Voor het kostenoverzicht in 2020 zal van dezelfde cij-fers worden uitgegaan. Het kan zijn dat er bedrijfsspecifieke omstandigheden zijn die de toepas-sing van de hier gebruikte techniek moeilijk maken. ECN heeft echter onvoldoende gegevens om een meer toegespitste berekening te maken. Bovendien zijn er nog andere opties als stoom-injectie, lage NOx-verbrandingskamers of SCR die toegepast kunnen worden.

Tabel 6.8 Effecten BEES B actualisatie op nieuwe kleine gasturbines in WKK-installaties

Geschat brandstof-verbruik

[PJ]

NOx-reductie

[kton]

Cumulatieve Investering

[mln €]

Kosten per jaar

[mln €] 2015 Energiesector 0,6 0,09 0,93 0,40 Nieuwe gasturbines Om het effect van het aanscherpen van de eisen voor nieuwe installaties uit te rekenen is uitge-gaan van 60 MWe aan gasturbines (zie Paragraaf 4.2.3) en een brandstofverbruik van ongeveer 3,5 PJ, waarvan het grootste deel zich binnen het NOx-emissiehandel bevindt. Er zijn wel veel meer kleinere gasturbines aanwezig, ca 180 MWe tussen de 1 en 5 MWe, maar deze staan vooral bij grotere (BEES A) bedrijven. Van deze installaties staat circa 80% bij de industrie. Met de aanname van een levensduur van 20 jaar kan berekend worden welk deel van de installaties (en welk deel van het brandstofverbruik; zie ook Tabel 6.9) het betreft. Het gaat in 2010 om 7,5% en in 2020 om 58% van het genoemde 3 PJ brandstofverbruik.

Tabel 6.9 Effecten BEES B actualisatie op nieuwe kleine gasturbines in WKK-installaties

Brandstofverbruik

[PJ]

NOx-reductie

[kton]


[mln €]

Kosten per jaar

[mln €] 2010 Industrie 0,2 0,007 0,5 0,19 HDO en bouw 0,1 0,002 0,1 0,05 Totaal 0,3 0,009 0,6 0,23 2020 Industrie 1,6 0,056 3,7 1,43 HDO en bouw 0,4 0,014 0,9 0,36 Totaal 2,0 0,070 4,7 1,79 Om de kosten uit te rekenen is uitgegaan van de toepassing van SCR. Dit levert eigenlijk een te hoge schatting op de kosten. Het is namelijk mogelijk om met een lage NOx-verbrandingskamer aan de eisen te voldoen zonder SCR. Deze verbrandingskamers zijn voor een aantal zeer grote

ECN-E--08-020 41

gasturbines wel beschikbaar, maar voor de meeste kleinere nog niet. Als deze wel beschikbaar komen vallen de extra kosten veel lager uit. De aanpassing veroorzaakt een kostenstijging voor de eigenaar van circa 5 tot 10%. De kosteneffectiviteit is circa 20 €/kg NOx-emissie vermeden. Het gaat hier om een maximum schatting en er is ook geen rekening gehouden met eventuele uitgespaarde kosten31.

6.1.7 Bestaande en nieuwe zuigermotoren op vloeistof De NOx-eis voor zuigermotoren op vloeibare brandstof (nu 400 g/GJ) wordt aangescherpt naar 140 g/GJ en na zes jaar naar 40 g/GJ. Hiermee wordt over zes jaar het uiterste van de reductie-technieken gevraagd. Een belangrijk aspect is dat er ook om aan 400 g NOx/GJ te voldoen al een SCR-installatie aanwezig moet zijn, en dus een belangrijk deel van de investering in de reduc-tietechniek al gedaan is. Dit beperkt de meerkosten. Voor bestaande zuigermotoren op vloeistof wordt de eis van 400 g/GJ, die al voor installaties van op of na 1 augustus 1990 geldt, ook voor oudere installaties van kracht. Het gaat hierbij om WKK-installaties (of motoren met meer dan 5000 draaiuren per jaar) die al meer dan 18 jaar oud zijn. De installaties moeten dan net als nieuwe motoren met een SCR worden uitgerust. Net als bij zuigermotoren op gas is er hier een ondergrens bij 1 MWth. Dit betekent dat ook de 600 kWe Bio-oliemotor bij sportcentrum Calluna in Ermelo onder BEES B valt. Bestaande motoren Het aantal dieselmotoren voor elektriciteitslevering aan het net is beperkt. Volgens de statistiek over productiemiddelen elektriciteit van het CBS zijn er twee dieselmotoren (samen 7 MWe) in bedrijf in de gezondheidszorg en vier dual fuel motoren bij de overige sectoren (CBS, 2007a). De twee dieselmotoren worden naar verwachting voor 2009 gesloopt. De totale aardgasinzet bij de vier motoren duel fuel motoren is veel hoger dan de olie-inzet, waardoor ze waarschijnlijk alle vier onder de gasmotoren vallen. Het is niet uitgesloten dat er in de industrie nog dieselmo-toren zijn voor het aandrijven van apparaten. ECN heeft hier wel onderzoek naar gedaan, maar geen aanwijzingen gevonden dat deze daadwerkelijk aanwezig zijn. Er zijn wel een aantal vrij nieuwe motoren op bio-olie. Voor de kostenberekening is aangenomen dat deze te zijner tijd ook aan de eisen voor nieuwe installaties moeten voldoen. Nieuwe motoren Verwacht wordt dat het aantal biomotoren door subsidieregelingen verder zal groeien. Voor de te verwachten NOx-emissie is begin 2007 een schatting gemaakt (Kroon, 2007). De status van de vergunningaanvraag rond het stopzetten van de regeling Milieukwaliteit Elektriciteitsproduc-tie (MEP) in augustus 2006 is geschat op 10 MWe kleine motoren en 100 MWe grotere motoren (2 BEES A installaties van 50 MWe). Op basis van een indruk (en niet meer dan dat) van de plannen in 2006, kan er nog 100 MWe klein en 100 MWe groot vermogen bijkomen. Voor de kostenberekening zal hier uitgegaan worden van 10 MWe voor 2010 (die voor 2015 alsnog aan een strengere eis wordt aangepast) en 110 MWe klein vermogen in 2020. De 200 MWe grote bio-olieinstallaties worden hier buiten beschouwing gelaten. De vraag is wat de kos-ten voor de scherpere eisen zijn bij bio-olie. Een motorfabrikant geeft aan dat dit kan door een twee maal groter katalysator volume in de SCR-installatie te gebruiken. Dit is dan ook in Tabel 6.10 verwerkt. Hoewel de motoren in de tabel, bij gebrek aan sectorinformatie, bij de sector HDO en bouw geplaatst zijn, kunnen ze ook in andere sectoren, zoals de industrie, voorkomen.

31 Als toch SCR toegepast wordt, kan wellicht met een goedkopere verbrandingskamer worden volstaan.

42 ECN-E--08-020

Tabel 6.10 Effecten BEES B actualisatie op nieuwe dieselmotoren

Brandstofver-bruik [PJ]

NOx-reductie

[kton]


[mln €]

Kosten per jaar

[mln €] Van installaties aanwezig in 2010 de effecten van de aanpassingen per 1-1-2015 HDO en bouw 0,5 0,12 0,05 0,10 2020 (bestaand en nieuw) HDO en bouw 5,0 1,78 2,75 2,22 Mede wegens de relatief hoge NOx-reductie en omdat het eigenlijk om een uitbreiding van de reeds aanwezige SCR-installatie gaat, zijn de kosten beperkt. De kosteneffectiviteit is iets hoger dan 1 €/kg NOx-emissie vermeden. Voor de eigenaar van de installatie stijgen de kosten met cir-ca 5%. Ter vergelijking kan opgemerkt worden dat de Europese commissie voor diesel vrachtwagens (en bussen) een voorstel (versie december 2007; Euro VI) heeft gedaan waarin de eis in 2013 voor NOx met 80% wordt aangescherpt. Het niveau komt uit rond de 40 g/GJ diesel wat verge-lijkbaar is met de eisen voor stationaire dieselmotoren in de actualisatie van BEES B. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat dieselmotoren in voertuigen een hogere aantal omwentelingen maken per minuut, en daardoor van nature een lagere NOx-emissie hebben. Het MNP noemt voor deze aanscherping bij vrachtauto’s een kosteneffectiviteit van 10 €/kg NOx (Smeets, 2007), waar nog wel de nodige onzekerheidsmarge omheen zit. Opgemerkt moet worden dat er nog veel andere dieselmotoren, buiten de transportsector, in Ne-derland aanwezig zijn. Het gaat hierbij om stationaire dieselmotoren die als noodaggregaat in gebouwen aanwezig zijn, en die wegens het beperkte aantal draaiuren buiten BEES B vallen. Ook zijn er nog verplaatsbare dieselaggregaten die wel veel draaiuren maken maar tot de mobie-le werktuigen gerekend worden. Deze worden gehuurd bij evenementen en stroomstoringen en ingezet op bouwlocaties en bij wegwerkzaamheden.

ECN-E--08-020 43

7. Stofeisen

7.1 Stofeisen in actualisatie BEES B uitgebreid BEES B bevat alleen emissie eisen van 50 of 20 mg/Nm3 voor ‘nieuwe’ (sinds augustus 1990) kolengestookte ketels. Voor nieuwe kolenketels gaat de eis naar 5 mg/Nm3 en voor bestaande installaties naar 20 mg/Nm3. Deze eisen gaan ook gelden voor ketels op vaste biomassa en vloeibare brandstof. Voor vloeibare brandstof komt er bij turbines een eis van 5 mg/Nm3 (nieuw) of 30 mg/Nm3 (bestaand) en bij zuigermotoren van 30 mg/Nm3 (nieuw) en 50 mg/Nm3 (bestaand). De eisen zijn afgestemd op de technische mogelijkheden en eventuele BBT-niveau’s.

7.2 Kolengestookte ketels Voor bestaande installaties wordt de eis 20 mg fijn stof/Nm3 en voor nieuwe 5 mg/Nm3. Met goede filters is aan de eis voor bestaande installaties prima te voldoen. De eis geldt al jaren voor nieuwe installaties (hoewel die er waarschijnlijk niet zijn geweest). Op dit moment zijn er wel-licht nog tien bestaande installaties. Waarschijnlijk hebben de meeste van deze installaties al een filtersysteem. Zoals uit Tabel 7.1 blijkt zijn de gevolgen van een eis van 50 mg/Nm3 en 10 mg/Nm3 vergelijkbaar. In beide gevallen zal waarschijnlijk hetzelfde filtersysteem geplaatst worden. Omdat er ook scherpere SO2-eisen gesteld worden (zie Paragraaf 5.4) is het niet zinvol om in deze pararaaf voor fijn stof32 een aparte berekening uit te voeren. Indien bij SO2 gekozen wordt voor natte reiniging, zie Tabel 7.1, dan daalt de stofuitstoot gelijktijdig mee. Wordt geko-zen voor kalkinjectie, dan was er waarschijnlijk al een systeem met voldoende stofafvang aan-wezig. Per saldo leidt de combinatie van beide eisen er waarschijnlijk toe dat het voor de eige-naar goedkoper is om net als anderen naar een schonere brandstof als huisbrandolie of aardgas over te stappen.

Tabel 7.1 Stofverwijdering uit rookgassen Type filtering Te bereiken stofconcentratie

[mg/Nm3] Opmerkingen

Multicycloon met axiale cyclonen

150 Voor brandstoffen met veel vocht >25%.

Multicycloon met tangentiale cyclonen

100 Voor brandstoffen met tot 25% vocht.

Natte reiniging 25 Weinig ruimte nodig. Duur door water-verbruik, kan ook andere stoffen zoals

SO2 verwijderen. Doekenfilter 10

(<5 gerapporteerd voor o.a. biomassa installaties)

Hoge luchtweerstand; filters gaan twee tot vier jaar mee. Bij hout steeds minder

toegepast i.v.m. brandgevaar. Elektrostatisch filter 10

(<5 haalbaar bij combinatie met wasser)

Voor alle brandstoffen; laag energiege-bruik; bedrijfszeker.

Omdat er geen concrete plannen zijn voor nieuwe kolenketels, zijn hiervoor ook geen stofreduc-tiekosten te melden.

32 Voor een stoffilter moet bij deze grootte van installaties met een investering van meer dan € 50.000 gerekend wor-

den.

44 ECN-E--08-020

In Tabel 7.1 is aangeven welke stofconcentraties er met rookgasreiniging bereikt kunnen wor-den (bron internetsite Kara). In de literatuur worden voor doekfilters ook al lagere waarden ge-noemd. Ook elektrostatische filters komen lager uit als er voor de fijne deeltjes een wasser aan-wezig is (Wilde, 2006). Hoewel de informatie bij Kara vermeld wordt voor houtgestookte in-stallaties in de vermogensrange van BEES B, gelden de restemissies ook voor andere vaste brandstoffen zoals kolen.

7.3 Oliegestookte installaties Er wordt vanuit gegaan dat de nieuwe eisen met een zorgvuldige branderkeuze en goed onder-houd gehaald kunnen worden.

7.4 Houtgestookte ketels De NeR stelt sinds 1995 de volgende eisen voor verbranding van schoon resthout (regeling F7). Bij een totaal thermisch vermogen: • kleiner of gelijk aan 0,5 MWth geldt een emissie-eis van 100 mg/Nm3, • tussen 0,5 MWth en 1,5 MWth geldt een emissie-eis van 50 mg/Nm3, • tussen 1,5 MWth en 5 MWth geldt een emissie-eis van 25 mg/Nm3. De eisen gelden voor droog rookgas omgerekend naar 11% zuurstof. Uitgegaan is van een nieuwe norm voor bestaande installaties van 20 mg/Nm3 en 5 mg/Nm3 voor nieuwe installaties (beide bij 6% O2). In Tabel 7.2 zijn de effecten zo goed mogelijk ge-schat. Hierbij zijn wel de nodige aannamen gedaan. Uitgegaan is van het houtketelpark uit Para-graaf 6.1.2. Van de installaties groter dan 1 MWth is een kleine 50% in de categorie tussen 1 en 1,5 MWth. Het aandeel in het brandstofverbruik is hierbij ruim 30%. Het is deze categorie waar de meeste investeringen plaats moeten vinden. Aangenomen is dat installaties van 50 mg/Nm3

bij 11% zuurstof (25 g stof/GJ) naar 20 mg/Nm3

bij 6% zuurstof gaan (7 g/GJ). Net als bij ko-lenketels wordt verwacht dat installaties die aan de eis van 25 mg/Nm3 voldoen ook (zonder substantiële meerkosten) aan de scherpere eisen voldoen (zie Tabel 7.1). Ten aanzien van de kosten moet nog opgemerkt worden dat de totale kosten van de filterinstallatie zijn opgenomen. Er heeft geen correctie plaatsgevonden voor eventuele uitgespaarde kosten om aan de oude NeR eisen te voldoen.

Tabel 7.2 Effecten BEES B actualisatie op houtgestookte ketels Brandstofverbruik

[PJ] Stofreductie

[kton] Investering

[mln €] Jaarlijkse kosten

[mln €] 2010 (nieuw) Industrie 0,06 0,0009 0,14 0,03 Landbouw 0,00 0,0001 0,01 0,00 Diensten 0,02 0,0002 0,04 0,01 Totaal 0,08 0,0012 0,18 0,04 2020 (nieuw en bestaand) Industrie 0,79 0,010 1,82 0,42 Landbouw 0,05 0,001 0,12 0,03 Diensten 0,21 0,003 0,48 0,11 Totaal 1,06 0,014 2,42 0,57 Voor de kosten van stoffilters is onder andere gekeken naar BBT rapporten van Vito (Jacobs, 2003), naar informatie van Infomil en naar informatie in de EPA/USA factsheets over emissie-

ECN-E--08-020 45

technieken om luchtverontreiniging tegen te gaan. De noodzakelijke goede filters kunnen de in-vestering in de houtketel (zonder filters) wel 30% tot 40% duurder maken. De kosteneffectiviteit ligt in 2010 voor nieuwe installaties rond de 35 €/kg stofuitstoot vermeden. In 2020 ligt deze hoger (40 €/kg) omdat dan ook bestaande installaties moeten zijn aangepast en er, uitgaande van de emissie-eisen, bij bestaande installaties een lagere reductie plaatsvindt. Ter vergelijking kan opgemerkt worden dat het MNP voor de toepassing van roetfilters bij vrachtwagens een kosteneffectiviteit van 275 €/kg fijn stof (PM10) noemt (Smeets, 2007). Dit is aanzienlijk hoger dan de hier genoemde kosten. Als het gaat om verbetering van de luchtkwali-teit, levert de reductie van een kg stof uit het verkeer echter wel meer op dan de reductie van een kg stof uit een stationaire bron. Dit komt omdat juist verkeer lokaal vaak de overschrijdingen veroorzaakt.

46 ECN-E--08-020

8. Parkopbouw en emissiereductie bij gasmotoren

8.1 Inleiding gasmotoren Het Besluit emissie-eisen stookinstallaties milieubeheer B (BEES B) is van toepassing op een groot aantal gasmotoren. Uitzonderingen zijn onder andere gasmotoren bij grote inrichtingen (zoals bijvoorbeeld elektriciteitscentrales, raffinaderijen en grote chemische bedrijven), waarop het besluit BEES A van toepassing is. Gasmotoren die gebruikt worden als noodstroomvoorzie-ning en alleen elektriciteit kunnen produceren vallen ook (nog) niet onder BEES B. Hoewel de-ze op dit moment ook niet onder BEES B vallen zijn gasmotoren op biogas die alleen gebruikt worden voor elektriciteitsproductie (op plekken waar geen warmtevraag is) wel in de bereke-ning opgenomen. Deze installaties zijn in de statistieken niet apart onderscheiden, bovendien lopen de gestelde emissie-eisen meestal gelijk op met gasmotoren die wel in een WKK-installatie gebruikt worden. De bedoeling is dat kleine gasmotoren in de toekomst niet meer onder BEES B maar onder de werkingssfeer van het Besluit Energieprestatie Gebouwen (BEG) vallen. Voor BEG wordt de grens bij 1 MWth gelegd. Omdat gasmotoren elektriciteit of asvermogen leveren al dan niet in combinatie met warmte is in dit rapport gekozen voor een grens van 400 kWe (0,4 MWe). Wat brandstofverbruik betreft is dit vergelijkbaar met een ketel van 1 MWth. In dit hoofdstuk wordt een overzicht gegeven van het Nederlandse gasmotorpark. De op dit moment geldende BEES B wetgeving wordt samengevat in Paragraaf 8.3, waarna in Paragraaf 8.4 een aantal mogelijke wijzigingen van de NOx-emissie-eisen worden beschreven.

8.2 Het gasmotorpark Het Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS) verzamelt gegevens over het Nederlandse gasmo-torenpark voor de energiestatistieken. De statistiek ‘Productiemiddelen elektriciteit’ (CBS, 2007a) bevat onder andere informatie over de inzet van brandstoffen, het opgesteld vermogen en de elektriciteitsproductie van gasmotoren. Ontwikkeling van het opgesteld gasmotorvermogen In de periode van 1998 tot 2003 heeft het opgesteld elektrisch gasmotorvermogen weinig ont-wikkeling vertoond. Vanaf 2004 stijgt het vermogen echter aanzienlijk (zie Figuur 8.1, bron CBS). In de gebouwde omgeving worden op dit moment maar weinig nieuwe gasmotoren ge-plaatst. De vermogenstoename beperkt zich voornamelijk tot de glastuinbouw. De elektriciteit die door de gasmotoren wordt geproduceerd kan aan het net worden geleverd of bestemd zijn voor eigen gebruik, bijvoorbeeld voor assimilatiebelichting in tuinbouwkassen.

ECN-E--08-020 47

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Ops

teld

ele

ktris

ch v

erm

ogen

(MW

)

Andere sectorenGlastuinbouw

Figuur 8.1 Ontwikkeling van het opgesteld elektrisch vermogen van gasmotoren in de periode

1998-2006 Noot: Cijfers voor 2006 zijn voorlopig.

In de glastuinbouw vindt een sterk proces van schaalvergroting plaats, waarbij grote glastuin-bouwbedrijven worden gebouwd op nieuwe locaties en bedrijven op bestaande locaties worden samengevoegd. Mede hierdoor vindt op dit moment een ontwikkeling plaats naar het gebruik van gasmotoren met grotere vermogens. Het aantal gasmotoren is daarom minder sterk gestegen dan het totale vermogen (zie Figuur 8.2). In 2006 waren er 3887 gasmotoren in gebruik. In 2002 was het gemiddelde vermogen van een gasmotor nog 431 kWe. In 2006 was dit gemid-delde al toegenomen tot 616 kWe. Het gemiddelde vermogen van nieuw geplaatste gasmotoren ligt tussen de 1,5 en 2 MWe. Er zijn ook al gasmotoren met een vermogen van 8 MWe geplaatst.

48 ECN-E--08-020

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Aan

talle

n ga

smot

oren

Andere sectorenGlastuinbouw

Figuur 8.2 Ontwikkeling van het aantal gasmotoren in de periode 1998-2006 Noot: Cijfers voor 2006 zijn voorlopig.

Volgens de CBS-gegevens worden gasmotoren vrijwel altijd gebruikt voor gecombineerde op-wekking van warmte en elektriciteit. Als brandstof wordt meestal aardgas en soms fermentatie-gas gebruikt. Gasmotoren in de offshore-industrie vallen op dit moment niet onder de BEES B wetgeving. Een studie van NOGEPA (Netherlands Oil and Gas Exploration and Production Association) geeft aan dat het hierbij gaat om 42 gasmotoren (Velde, 2007). Gegevensindeling van het CBS Voor dit onderzoek heeft het CBS gedetailleerde informatie aangeleverd over de gasmotorpar-ken in 2002 en 2006. Dit betreft informatie over aantallen installaties, bouwjaar, vermogens-klassen en de economische sector waar de gasmotor is geïnstalleerd. Voor de sectorindeling van bedrijven gebruikt het CBS de Standaard Bedrijvenindeling ‘93 (SBI). In dit geval zijn de gas-motoren ingedeeld in de volgende zes bedrijfsgroepen (die nader zijn omschreven in Tabel B.1 van de bijlage): • Glastuinbouw • Industrie • Diensten & Energie • Gezondheid & Welzijn • Milieudienstverlening • Cultuur & Recreatie. Bij gasmotoren in de landen tuinbouw gaat het in het overgrote deel van de gevallen om instal-laties op glastuinbouwbedrijven. Voor de analyse in deze studie wordt nog een extra groep toe-gevoegd met daarin gasmotoren op biogas uit mest: • Mestvergisting.

ECN-E--08-020 49

De installaties zijn daarnaast ingedeeld in vijf verschillende vermogensklasses, te weten: • 0-250 kWe • 251-500 kWe • 501-750 kWe • 751-1000 kWe • >1000 kWe. Door de keuze voor deze indeling is er een aanzienlijke spreiding in de vermogens die in de hoogste vermogensklasse vallen. Tenslotte zijn de gasmotoren ingedeeld naar bouwjaar: • <=1985 • 1986-1990 • 1991-1995 • 1996-2000 • 2001-2006 • Jaartal onbekend. Voor elke klasse is zowel het aantal installaties gegeven als het totale elektrisch en thermisch vermogen. Verder zijn er gegevens over de productie van elektriciteit, de productie van stoom/warmte en over de aardgasinzet. Opmerkingen over de CBS-data In 2002 heeft het CBS een uitvoerige inventarisatie gemaakt van het Nederlandse gasmotoren-park. Hiervoor werden onder andere gegevens van installateurs gebruikt. Na 2002 is de primaire waarneming van gasmotoren echter beëindigd en op dit moment is er geen complete lijst met installaties beschikbaar. Het CBS heeft voor 2005 en 2006 wel informatie over nieuwe WKK-installaties die verzameld is door SenterNovem in verband met de energie-investeringsaftrek (EIA). Naar verwachting geeft dit een vrij compleet beeld van de nieuwe installaties. De nieuwbouw in de glastuinbouw is uitsluitend toegevoegd aan de categorie met een vermogen groter dan 1 MWe, waardoor voor de aantallen in deze categorie waarschijnlijk een overschatting is ontstaan. Van de installaties die in de periode 2001-2006 in de glastuinbouw zijn gebouwd valt 87% in de grootste vermo-gensklasse. Er bestaat geen directe waarneming van de installaties die na 2002 zijn verdwenen. Om toch vermogen te schrappen maakt het CBS schattingen, waarbij wordt aangenomen dat gasmotoren een levensduur hebben van 15 tot 20 jaar. In de door het CBS beschikbaar gestelde bestanden is dit maar beperkt gebeurd. Bovendien is er geen zicht op de motorvervanging die heeft plaatsge-vonden (een oude motor in het CBS bestand kan inmiddels best door een nieuwere zijn vervan-gen). Desondanks is besloten het CBS bestand (zonder handmatige correctie) als uitgangspunt te gebruiken. De elektriciteitsproductie wordt door het CBS bepaald door te vragen naar het vermogen en het aantal draaiuren. Omdat het aantal draaiuren niet vanzelfsprekend overeenkomt met het aantal vollasturen moet daarvoor nog een schatting moet worden gemaakt. Gegevens over het gasmotorenpark in 2002 en 2006 Een aantal kenmerken van het gasmotorenpark van 2002 is weergegeven in Tabel 8.1 (bron CBS). De glastuinbouw droeg in 2002 voor 62% bij aan het totale geïnstalleerde vermogen van ca. 1.500 MWe. Na de glastuinbouw hebben de sectoren Diensten & Energie (13%) en Gezond-heid & Welzijn (11%) het meeste vermogen.

50 ECN-E--08-020

Tabel 8.1 Kenmerken van het gasmotorenpark in 2002

GlastuinbouwIndustrieDiensten & Ener-

gie

Gezondheid& Welzijn

Milieudienstverlening Cultuur & Re-creatie

Totaal

Aantal installaties 1.972 124 521 505 147 301 3.570 Elektrisch vermogen (MWe) 956 68 199 167 58 91 1.539 Elektriciteitsproductie (GWh) 3.043 175 686 605 269 378 5.156 Thermisch vermogen (MW) 1.412 97 296 255 69 148 2.277 Stoomproductie (TJ) 15.589 916 3.479 3.113 1.351 1.931 26.378 Een zelfde overzicht, maar dan voor 2006, is te zien in Tabel 8.2 (bron CBS). Het aandeel van de glastuinbouw in het totale vermogen is hier toegenomen tot 77%. In alle overige sectoren (met uitzondering van de Milieudienstverlening) is het aantal installaties afgenomen ten opzich-te van 2002.

Tabel 8.2 Kenmerken van het gasmotorenpark in 2006

Glastuin-bouw

Industrie Diensten & Energie

Gezondheid& Welzijn

Milieu-dienst-

verlening

Cultuur & Recreatie

Totaal

Aantal installaties 2.422 108 494 455 149 259 3.887 Elektrisch vermogen (MWe) 1.841 62 191 162 61 78 2.396 Elektriciteitsproductie (GWh) 4.326 176 610 666 245 236 6.259 Thermisch vermogen (MW) 2.662 87 290 239 74 128 3.481 Stoomproductie (TJ) 22.590 945 3.223 3.890 1.528 1.280 33.455 Een meer gedetailleerde opsplitsing van de aantallen gasmotoren in 2006 naar vermogensklasse en bouwjaar is te zien inTabel 8.3. Het aandeel van de hogere vermogens neemt duidelijk toe voor latere bouwjaren. Het beeld kan worden vertekend doordat het CBS alle nieuwe motoren in de glastuinbouw in de klasse van >1000 kW heeft geplaatst. Van een aanzienlijk deel van de kleinere installaties is het bouwjaar bij het CBS niet bekend. Ongeveer de helft van de gasmoto-ren heeft een elektrisch vermogen kleiner dan 400 kWe. Deze grens komt voor gasmotoren on-geveer overeen met een totaal vermogen van 1 MWth+e. Daarmee zal ongeveer de helft van de bestaande gasmotoren in 2006 binnen de werkingssfeer van het Besluit Energieprestatie gebou-wen vallen.

Tabel 8.3 Aantallen gasmotoren naar jaargroep en vermogensklasse voor 2006 Vermogensklasse (kWe) Jaargroep 0-250 251-500 501-750 751-1000 >1000 Totaal <=1985 30 20 14 64 1986-1990 134 135 30 11 4 314 1991-1995 388 734 179 81 82 1.464 1996-2000 168 361 161 56 110 856 2001-2006 27 17 28 23 610* 705 Jaartal onbekend 217 164 46 18 39 484 Totaal 964 1.431 458 189 845 3.887 * Aandeel kan overschat zijn door de CBS-aanname bij de glastuinbouw Gasmotoren op biogas uit mest In de statistiek van duurzame energie (CBS, 2005) is aangeven wat de elektriciteitsproductie uit biogas is. Hierbij wordt onderscheid gemaakt naar biogas uit waterzuiveringsinstallaties, biogas gewonnen uit afvalstortplaatsen en overig biogas, zie Tabel 8.4. Bij overig biogas doet zich

ECN-E--08-020 51

vanaf 2005 een stijging voor. Uit de elektriciteitsproductie kan met een aanname over de be-drijfstijd een opgesteld vermogen worden berekend en met een aanname over het elektrische rendement een brandstofinzet. Deze brandstofinzet blijkt niet overeen te komen met de inzet aan overige energiedragers (geen aardgas, olie of kolen) in gasmotoren volgens de CBS statistiek van elektriciteitsproductie.

Tabel 8.4 Elektriciteitsproductie en inzet biogas E-productie

uit rioolgas

[GWh]

E-productie uit stortgas

[GWh]

E-productie uit overig biogas

[GWh]

Vermogen bij 4600 uur/jaar

[MWe]

Gasverbruik bij 35%

rendement [TJ]

Verbruik overige gasmotoren CBS

[TJ]

1990 64 16 4 18.3 0.9 1995 97 138 7 52.6 2.5 2000 108 153 16 60.2 2.8 1.8 2001 115 160 16 63.3 3.0 1.9 2002 119 176 21 68.7 3.3 2.0 2003 111 166 27 66.1 3.1 2.1 2004 126 134 21 61.1 2.9 2.2 2005 119 127 39 62.0 2.9 2.0 Bij overig biogas is het vermogen opgelopen van ca. 4,6 MWe in 2002 tot 8,5 MWe in 2005. Een toename van het aantal vergistinginstallaties is ook geconstateerd door (Kwant, 2006), zie Figuur 8.3. Een inventarisatie van biogasinstallaties op mest of co-vergisting die in de publici-teit zijn geweest levert Figuur 8.4. Dit overzicht is niet uitputtend, maar geeft wel een beeld van de sterke stijging de laatste jaren.

0

5

10

15

20

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005I

2005II

2005III

Aantal installaties

Mest + coproducten GFT, ONF en slachtafval

Figuur 8.3 Toename van het aantal vergistingsinstallaties

52 ECN-E--08-020

0

5

10

15

20

25

30

1998 2000 2002 2004 2006 2008Jaar

Gasmotoren [MWe]

Figuur 8.4 Groei vermogen gasmotoren bij mest- en co-vergisting

Uit (Kroon, 2007) kan berekend worden dat er voldoende subsidie is voor 60 MWe in de voort-zetting van de MEP voor biogas33 uit mest. Gesteld dat een deel van de projecten al MEP-subsidie had voordat de regeling werd stilgezet, dan komt het potentieel bij de huidige financie-ring uit op 70 tot 80 MWe. In 2002, het jaar waarin voor het laatst op een brede manier WKK-gasmotordata zijn verzameld, stond er nog vrijwel geen WKK op biogas uit mest. Ofwel, van deze 70 tot 80 MWe is circa 70 MWe additioneel ten opzichte van de WKK-cijfers van het CBS. Het gemiddelde vermogen per locatie ligt in de gevonden projecten rond de 500 kWe met meestal één of twee en soms drie motoren. Het gemiddelde vermogen van de gasmotoren ligt daarmee rond de 350 kWe. Gekoppeld aan de verwachtingen kan geconcludeerd worden dat de realisatie vooral betrekking heeft op relatief kleinere projecten en dat projecten met een vermo-gen boven de 1 MWe minder vaak voorkomen. Er van uitgaande dat circa 1/3 van de geplande projecten met de beperkte MEP-regeling kan worden gerealiseerd, dan ligt er nog een potentieel van ca. 120 MWe dat met een opvolger van de MEP, de SDE-regeling, op termijn gerealiseerd kan worden. Hoewel hier grote onzekerheden aan gekoppeld zijn, moet er toch van uitgegaan worden dat in 2020 190 MWe (afgerond naar 200 MWe) meer aan gasmotor WKK door mestvergisting aanwezig is dan het huidige CBS cij-fer.

8.3 Huidige BEES B wetgeving De huidige NOx-emissie eisen voor gasmotoren zijn beknopt weergegeven in Tabel 8.5 (bron: Tabel 7 Infomil, 1999). Er wordt onderscheid gemaakt naar het asvermogen en de datum van vergunningverlening. De emissie-eisen worden uitgedrukt in het toegestane aantal gram NOx per GJ aan warmte-inhoud van de toegevoerde brandstoffen. Het bevoegd gezag mag in een aantal gevallen ook strengere eisen stellen dan de basiseisen uit BEES B.

33 De subsidieregeling voor duurzame elektriciteit (MEP) is in september 2005 stilgelegd. In december 2005 is een

regeling met een vast budget gepubliceerd, die alleen geldt voor mestvergistingsprojecten kleiner dan 2 MWe.

ECN-E--08-020 53

Tabel 8.5 Hoofdlijnen van de emissie-eisen voor gasmotoren Datum vergunning Asvermogen

[kW] NOx emissie-eis

[g/GJ] voor 29-5-1987 >50 500 op/na 29-5-1987 tot 1-8-1990 >50 800* op/na 1-8-1990 ≤50 800* op/na 1-8-1990 tot 1-1-1994 >50 270* op/na 1-1-1994 >50 140* * Maal 1/30 van het motorrendement. Bij de NOx-eisen voor zuigermotoren wordt meestal een rendementsfactor toegepast (aangeduid met *). Gasmotoren met een hoger rendement hebben hierdoor een hogere toegestane emissie van stikstofoxiden. Deze rendementsfactor bedraagt 1/30 van het motorrendement.

8.4 Beleidsvarianten In dit onderzoek worden de kosten- en milieueffecten geschat van aanpassingen van de BEES B emissie-eisen voor gasmotoren. Hierbij worden een aantal mogelijke beleidsvarianten vergele-ken. Geen wijziging Bij de variant ‘Geen wijziging’ worden geen strengere emissie-eisen aan gasmotoren opgelegd. Dit houdt in dat nieuwe installaties (met een elektrisch vermogen van meer dan 50 kWe) moeten voldoen aan een NOx emissie-eis van 140 g/GJ met daarop een rendementscorrectie. Deze vari-ant is te beschouwen als referentie. Voor de wijziging van de emissie-eisen voor gasmotoren worden twee varianten (I en II) onder-zocht: Variant I Bij variant I wordt met ingang van 1 januari 2009 aan alle nieuwe installaties een NOx emissie-eis opgelegd van 30 g/GJ. In de praktijk betekent dit dat nieuwe gasmotoren moeten worden uitgerust met rookgasreiniging via selectieve katalytische NOx-reductie met ammoniak (een SCR-installatie) of een driewegkatalysator (dit is wellicht kosteneffectief bij zeer kleine moto-ren). Daarnaast wordt de emissie-eis voor bestaande installaties per 1 januari 2015 aangescherpt tot 30 g/GJ. Variant II Bij variant II wordt met ingang van 1 januari 2009 aan nieuwe gasmotoren een emissie-eis op-gelegd van 30 g/GJ. Voor bestaande gasmotoren met een elektrische vermogen van 1 MWe (cir-ca 2,5 MWth+e) geldt per 1-1-2015 een emissie-eis van 30 g/GJ. Voor gasmotoren met een ther-misch vermogen kleiner dan 1 MWe (circa 2,5 MWth+e) geldt vanaf 1-1-2015 een eis van 80 g/GJ. Een deel van de bestaande installaties zal aan de eis van 80 g/GJ kunnen voldoen door een wijziging van de motorafstelling, al dan niet gecombineerd met de aanschaf van een nieuw mo-tormanagementsysteem.

54 ECN-E--08-020

9. Modelbeschrijving en aannames gasmotoren

9.1 Bepaling van het gasmotorenpark Voor het bepalen van de milieu- en kosteneffecten van de verschillende beleidsvarianten wordt gebruik gemaakt van een model dat in dit hoofdstuk wordt beschreven. Voor vier verschillende jaren (te weten 2002, 2006, 2010 en 2020) wordt een schatting gemaakt van het totale gasmo-torpark. Uitgangspunt hiervoor zijn de door het CBS geleverde data voor 2002 en 2006. Van een aanzienlijk aantal motoren is het bouwjaar onbekend. Daarvan wordt 20% toegerekend aan de periode met bouwjaren 1987-1990, 40% aan de bouwjaren 1990-1993 en 40% aan de bouw-jaren 1994-2006. De bouwjaarindeling zoals die wordt gehanteerd door het CBS valt niet pre-cies samen met de periodes waarvoor gelijke BEES B emissie-eisen gelden. Waar nodig wordt aangenomen dat de bouw van gasmotoren gelijkmatig over de periodes is verdeeld. Voor gasmotoren met een asvermogen kleiner dan 50 kWe gelden afwijkende emissie-eisen. De gasmotoren in de CBS-klasse 0-250 kWe worden voor 10% toegerekend aan de vermogensklas-se van 0-50 kWe. Om de reductiekosten te kunnen berekenen wordt per vermogensklasse een gemiddeld vermogen verondersteld (zie Tabel A.2). Wanneer er onderscheid gemaakt wordt tussen gasmotoren met een thermisch vermogen groter of kleiner dan 1 MWth, wordt aangeno-men dat van de gasmotoren in de klasse 250-500 kWe 60% een thermisch vermogen heeft klei-ner dan 1 MWth. Om de toekomstige effecten van de beleidsmaatregelen te kunnen schatten moeten aannames worden gemaakt over hoe het gasmotorenpark zich tot 2010 en 2020 zal ontwikkelen. Tabel 9.1 toont het opgesteld vermogen per sector. Er is van uit gegaan dat het gasmotorvermogen in de glastuinbouw doorgroeit tot 3000 MWe in 2010 en daarna stabiliseert. In de overige sectoren is op dit moment geen sterke ontwikkeling te zien en wordt aangenomen dat het vermogen tot 2020 stabiel blijft. Het is mogelijk dat het opgesteld vermogen in de glastuinbouw verder stijgt tot 3.500 MWe. In Paragraaf 10.5 wordt aangegeven hoe dit de resultaten zou beïnvloeden. Om de samenstelling van het gasmotorpark in 2010 en 2020 te schatten moeten ook aannames worden gemaakt over de levensduur van gasmotoren. Uitgangspunt hierbij is dat een aanzienlijk deel van de installaties revisies ondergaat en nog in gebruik blijft tot ongeveer 18 jaar na het bouwjaar. De verschillende sectoren hebben een eigen karakteristieke vermogensopbouw. Verondersteld wordt dat de nieuwbouw dezelfde vermogensopbouw kent als het bestaande park in de betref-fende sector met bouwjaar tussen 2001 en 2006. Op deze manier wordt de trend naar hogere vermogens in de glastuinbouw verdisconteerd.

Tabel 9.1 Modelaannames voor de ontwikkeling van het opgesteld vermogen per sector Totaal vermogen [MWe] 2002 2006 2010 2020 Glastuinbouw 1.023 1.832 3.000 3.000 Industrie & Energie 70 63 63 63 Diensten 211 203 203 203 Gezondheid & Welzijn 168 155 155 155 Milieudienstverlening 55 58 58 58 Cultuur & Recreatie 93 80 80 80 Totaal 1.620 2.390 3.560 3.561

ECN-E--08-020 55

Er is geschat dat 20% van de gasmotoren die worden gebruikt voor mest- en co-vergisting in de categorie met vermogen van 0-250 kWe valt. De overige 80% valt in de categorie 250-500 kWe. De waarden voor het jaarlijkse aantal draaiuren en het elektrisch rendement worden identiek verondersteld aan die van de bedrijfsgroep Milieudienstverlening. In Tabel 9.2 is de verwach-ting voor de ontwikkeling van het opgesteld elektrisch vermogen weergegeven. Dit vermogen neemt toe tot 200 MWe in 2020.

Tabel 9.2 Modelaannames voor het opgesteld elektrisch vermogen van mest- en co-vergistingsinstallaties

Mest- en co-vergisting 2002 2006 2010 2020 Opgesteld vermogen [MWe] 0 15 70 200 Aantal gasmotoren 0 46 212 606 Bij de modelberekeningen wordt aangenomen dat de keuze voor een van de beleidsvarianten geen invloed heeft op de ontwikkeling van het gasmotorpark. Dit maakt het beter mogelijk om de milieu- en kosteneffecten van de verschillende varianten met elkaar te vergelijken. Strengere emissie-eisen kunnen daarentegen wel degelijk van invloed zijn op de beslissing tot aankoop of sloop van WKK-installaties. Schattingen van dit effect worden besproken in Paragraaf 10.6. Gasmotoren met een thermisch vermogen lager dan 1 MWth zullen onder het Besluit Energie-prestatie Gebouwen gaan vallen. Voor de berekening van de totale kosten en effecten van actua-lisatie van het besluit BEES B is deze categorie van gasmotoren daarmee niet relevant. Voor de volledigheid worden in dit rapport, waar toepasselijk, toch resultaten voor deze gasmotoren ge-presenteerd.

9.2 Berekening van de kosten De extra kosten ten gevolge van een aanscherping van de emissie-eisen kunnen bestaan uit ver-schillende componenten. Ten eerste zijn er kosten voor de investering in een SCR-installatie. Gasmotoren moeten beschikken over een SCR-installatie om aan een NOx-emissie eis van 30 g/GJ te kunnen voldoen. De geschatte investeringskosten (inclusief 30% installatiekosten), af-hankelijk van de grootte van de installatie, staan in Tabel 9.3. Deze kosten zijn in de laatste zes jaar met ca. 40% gedaald.

Tabel 9.3 Investeringskosten voor SCR-installatie (inclusief installatiekosten) Vermogensklasse

[kWe]

Gemiddeld vermogen [kWe]

Investeringskosten SCR-installatie

[€/kWe]

Gemiddelde investeringskosten SCR-installatie

[€] 0-250 150 160 24.000

250-500 375 110 41.250 500-750 625 80 50.000

750-1000 875 70 61.250 >1000 1.500 50 75.000

De afschrijvingstermijn voor een SCR-installatie is tien jaar bij een rente van 8%. Hierbij ko-men jaarlijkse kosten voor onderhoud (5% van de investering) en kosten voor vervanging van het katalysatormateriaal. Aangenomen wordt dat dit katalysatormateriaal vijf jaar mee gaat en dat vervanging 30% van de originele investering kost. Verder verbruikt een SCR-installatie ureum, waarvan de kosten ca. € 0,72 per kg NOx-reductie bedragen. Met 1 kg ureum kan 1,4 kg NOx worden gereduceerd.

56 ECN-E--08-020

Er zijn extra kosten verbonden aan het aanbrengen van een katalysator bij bestaande installaties (retrofit). Hiervoor wordt uitgegaan van 40% meerkosten. Vooral in de gebouwde omgeving kan ruimtegebrek een probleem vormen. Ook zijn er extra kosten voor aanpassing van de instal-laties. De kosten die gepaard gaan met een wijziging van de motorafstelling om de uitstoot te beperken tot 80 g/GJ verschillen sterk van installatie tot installatie. Veel moderne motoren kunnen zonder veel moeite aan de eis voldoen en ook een deel van de oudere installaties draait in de praktijk al bij lagere emissie dan wettelijk is vereist. Toch zal wijziging van de motorafstelling voor een aanzienlijk aantal installaties moeilijk zijn en hoge kosten met zich mee brengen. Het is waar-schijnlijk dat een verplichte uitstootbeperking tot 80 g/GJ zal leiden tot een versnelde afstoting van een deel van het bestaande gasmotorpark. Hierop zal in Paragraaf 10.6 verder worden inge-gaan. Voor de bepaling van de kosten is de aanname dat in 2015 een kwart van de bestaande gasmoto-ren alleen een andere afstelling nodig heeft om de uitstoot te beperken tot 80 g/GJ. Een kwart van de installaties heeft veel nieuwe onderdelen (een motormanagementsysteem) nodig. Aange-nomen wordt dat de helft van de gasmotoren toe kan met weinig nieuwe onderdelen (zie Tabel 9.4).

Tabel 9.4 Investeringskosten voor aanpassing bestaande gasmotoren aan 80 g/GJ Investering

[€/kWe] Aandeel bestaande installaties

[%] Alleen andere afstelling 0,45 25 Weinig nieuwe onderdelen 13 50 Veel nieuwe onderdelen 121 25 Door wijziging van de motorafstelling kan het rendement van een gasmotor dalen. Bij een ren-dementsverlies van 1,3 procentpunt (ofwel minder elektriciteitsproductie bij hetzelfde gasver-bruik) en een elektriciteitsprijs van 9 ct/kWh komen de jaarlijkse kosten vanwege rendements-verlies uit op 9,2 €/kWe. Deze kosten worden ook meegenomen bij de bepaling van de kosten van actualisatie van BEES B. Aan het plaatsen van SCR-katalysatoren bij gasmotoren op offshore platforms zijn hogere kos-ten verbonden dan bij installaties op land, onder andere vanwege ruimtegebrek en de complica-ties bij aanvoer van materialen en personeel. BEES B is op dit moment niet van toepassing op de offshore-industrie en deze kosten zijn hier niet berekend.

9.3 Toepassing SCR-katalysatoren bij gasmotoren op biogassen SCR-technologie wordt toegepast bij kolencentrales en een aantal grotere industriële stookin-stallaties. Ook bij gasmotoren wordt SCR op grote schaal toegepast, maar voor zover bekend is deze technologie echter nog nauwelijks toegepast bij gasmotoren op biogas. Er zijn een beperkt aantal voorbeelden onder andere bij stortgas en biogas uit de landbouw (Ruch, 2005). Het Plat-form Gasmotoren geeft aan dat er nog geen onderzoek is verricht naar de invloed van de af-komst en de kwaliteit van biogas op rookgasreinigingsinstallaties. De brancheorganisatie Euro-mot stelt dat SCR-katalysatoren voor gasmotoren die draaien op hernieuwbare gassen nog niet beschikbaar zijn. Als probleem wordt genoemd dat sporenelementen in de uitlaatgassen de oxi-datiekatalysator beschadigen. Hier kan tegen worden ingebracht dat SCR-installaties al tientallen jaren worden gebruikt bij kolengestookte installaties en ook al jaren bij vuilverbrandingsinstallaties. Vooral de gasstroom van vuilverbrandingsinstallaties bevat hoge concentraties aan zware metalen. Verder wordt de

ECN-E--08-020 57

mogelijkheid geopperd dat organische siliciumverbindingen (silicaten) die de katalysator be-dekken een probleem vormen. Deze siloxanen kunnen in biogas van afvalwaterzuivering voor-komen als bestanddeel van anorganische vetten (onder andere uit sommige zeepsoorten). Si-loxanen zijn ook schadelijk voor de gasmotoren. Waar nodig kunnen ze worden verwijderd, bij-voorbeeld door toepassing van een actief kool filter bij een temperatuur onder –2°C (BTG, 2005),(Credner, 2004)34. Ook alkalimetalen als natrium en kalium kunnen de werking van de katalysator in de SCR-installatie aantasten. Dit effect wordt onder andere genoemd bij het bij-stoken van hout in kolencentrales (Baxter, 2005). Omdat deze alkalimetalen heel goed in water oplossen, zitten deze niet in biogas dat via vergisting is gemaakt. De fabrikant Cumming brengt gasmotoren op de markt voor gassen met een lagere verbran-dingswaarde (waarbij expliciet biogas genoemd wordt) en geeft daarbij aan dat SCR als extra bijgeleverd kan worden. Verder zijn er plannen in het South Coast Air Quality district in de VS om per 1 januari 2012 eisen aan biogasmotoren te stellen die overeenkomen met ca. 20 g NOx/kg (SCAQMD, 2007). SCR-technologie wordt verder ook toegepast bij bio-olie (palmolie). Een katalysatorfabrikant die hierover benaderd is, gaf ad hoc aan geen problemen te verwach-ten. Al met al is het wellicht verstandig om, bijvoorbeeld via een veldtest, nader onderzoek te doen naar de toepassing van SCR-technologie bij gasmotoren op biogas.

9.4 Overige aannames Voor elk van de bedrijfsgroepen zijn ook aannames gemaakt over de ontwikkeling van het aan-tal draaiuren per jaar. De gekozen waarden voor het gemiddelde aantal draaiuren in 2002 en 2006 zijn bepaald met behulp van de gegevens van het CBS. Voor 2010 en 2020 zijn de aantal-len draaiuren per sector gelijk verondersteld aan die in 2006. De enige uitzondering vormt de glastuinbouw, waar het aantal draaiuren in 2006 met 2.350 erg laag uitviel. Voor de jaren 2006, 2010 en 2020 is voor de glastuinbouw uitgegaan van 3.300 draaiuren. De keuzes zijn weergege-ven in Tabel A.3. Het gemiddelde rendement van gasmotoren is ook afhankelijk van waar ze worden gebruikt. Zoals te zien in Tabel A.4 is zowel voor de periode 2006-2010 als voor 2010-2020 een gemid-delde rendementsstijging van 2 procentpunt aangenomen. Uitzondering is de glastuinbouw, waarvoor vanwege het hoge aantal grote nieuwe installaties is uitgegaan van een rendements-stijging van 3 procentpunten per periode. Op basis van de aannames voor aantallen installaties, draaiuren en het rendement kunnen het brandstofverbruik en de elektriciteitsproductie worden bepaald. Voor het vaststellen van de bij-behorende NOx-uitstoot is aangenomen dat de uitstoot gelijk is aan de geldende emissienorm. De correctie afhankelijk van het motorrendement is hierbij verwaarloosd. In de praktijk wordt de motor bij onderhoud vaak zodanig afgesteld dat de wettelijke norm wordt gehaald. Voor gasmotoren met een SCR-installatie wordt gerekend met een uitstoot van 30 g/GJ. Dit geldt zowel voor nieuwe installaties met een katalysator als bestaande installaties in de glastuin-bouw die daarvan al zijn voorzien. Tuinders gebruiken SCR-installaties om de gereinigde rook-gassen te kunnen gebruiken voor CO2-bemesting. Een aanzienlijk deel van de gasmotoren in de glastuinbouw gebruikt al een rookgasreiniger met meet- en regelsysteem en oxidatiekatalysator. De aannames daarover staan in Tabel A.5. Een belangrijk gegeven bij de bepaling van de kosten van aanpassing van BEES B is dat van alle nieuwe installaties in de glastuinbouw, ook bij on-

34 Technisch is het mogelijk om stortgas en biogas, zowel uit mest als uit slib van afvalwaterzuiveringsinstallaties,

met commercieel beschikbare technieken zo te reinigen en op te werken dat het ook in het aardgasnet gebruikt kan worden.

58 ECN-E--08-020

gewijzigd beleid, ca. 70% al voorzien zal zijn van een rookgasreinigingsinstallatie. Dit geldt vanwege de hoge kosten per kWe niet voor gasmotoren met een vermogen kleiner dan 500 kWe.

ECN-E--08-020 59

10. Resultaten voor gasmotoren

10.1 Elektriciteitsproductie en NOx-emissie gasmotoren Op basis van de eerder besproken aannames kunnen de elektriciteitsproductie en NOx-uitstoot door gasmotoren voor de verschillende evaluatiejaren worden bepaald. Door de te verwachten stijging van het opgesteld gasmotorvermogen neemt de hoeveelheid opgewekte elektriciteit toe. Figuur 10.1 geeft de ontwikkeling van de elektriciteitsproductie weer. Een toenemend deel van de elektriciteit wordt geproduceerd met gasmotoren uit de grootste vermogensklasse (>1 MWe).

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

2002 2006 2010 2020

Ele

ktric

iteits

prod

uctie

(TW

h)

> 1000 kWe750-1000 kWe500-750 kWe250-500 kWe0-250 kWe

Figuur 10.1 Modelresultaat voor de elektriciteitsproductie door gasmotoren per

vermogensklasse

Uit de berekeningen resulteert de verdeling van de uitstoot over de verschillende bedrijfsgroe-pen in 2006 in Figuur 10.2. De glastuinbouw levert duidelijk de grootste bijdrage aan de uit-stoot.

60 ECN-E--08-020

59%

3%

13%

13%

7%4% 1%

Glastuinbouw

Industrie

Diensten & Energie

Gezondheid & Welzijn

Milieudienstverlening

Cultuur & Recreatie

Mestvergisting

Figuur 10.2 Modelresultaat voor de verdeling van de NOx-uitstoot van gasmotoren naar

bedrijfsgroep in 2006

De modelresultaten voor de ontwikkeling van de NOx-uitstoot bij ongewijzigd beleid zijn per bedrijfsgroep weergegeven in Figuur 10.3 (zie ook Tabel 10.1). Het is niet aannemelijk dat de ontwikkeling tussen deze punten lineair verloopt. Doordat het opgesteld vermogen in de glas-tuinbouw in de periode 2002-2006 sterk is gegroeid stijgt de uitstoot van NOx. Het verwijderen van oude installaties, waarvoor minder strenge NOx-eisen gelden, zorgt in de periode tot 2010 voor een verlaging van de totale uitstoot. Door de verwachte sterke toename van het aantal gas-motoren op biogas uit mest vertoont de uitstoot van de bedrijfsgroep Mestvergisting tot 2020 een stijging.

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

2002 2006 2010 2014 2018 2022

NO

x em

issi

e (k

ton)

GlastuinbouwIndustrieDiensten & EnergieGezondheid & WelzijnMilieudienstverleningCultuur & RecreatieMestvergistingTotaal

Figuur 10.3 Ontwikkeling van de NOx-emissie bij ongewijzigd beleid per bedrijfsgroep

ECN-E--08-020 61

Tabel 10.1 Ontwikkeling van de NOx-uitstoot per bedrijfsgroep bij ongewijzigd beleid [kton] Jaar Glastuin-

bouw Industrie Diensten

& EnergieGezondheid & Welzijn

Milieu-dienst-

verlening

Cultuur & Recreatie

Mestvergisting Totaal

2002 7,1 0,4 2,2 1,8 1,2 1,0 0,0 13,8 2006 8,8 0,4 1,9 1,9 1,1 0,6 0,1 14,7 2010 8,0 0,3 1,1 1,1 0,5 0,4 0,5 11,8 2020 6,7 0,2 0,9 0,9 0,4 0,3 1,3 10,7

10.2 Kosten voor individuele bedrijven Als een NOx emissie-eis opgelegd wordt van 30 g/GJ betekent dit in de praktijk dat gasmotoren moeten worden uitgerust met een SCR-installatie. De kosten voor individuele bedrijven die hier mee gepaard gaan hangen sterk af van de grootte van het gasmotorvermogen. De geschatte investeringskosten voor een SCR-installatie bij nieuwe gasmotoren (inclusief 30% installatiekosten) staan in Tabel 10.2. Deze tabel geeft verder een indicatie van de jaarlijkse kos-ten waarmee een eigenaar van een gasmotor wordt geconfronteerd en van de kosten uitgedrukt in ct/kWh. Bij het berekenen van de jaarlijkse kosten wordt uitgegaan van een afschrijvingstermijn van tien jaar bij een rente van 8%. Hierbij komen jaarlijkse kosten voor onderhoud en kosten voor ver-vanging van het katalysatormateriaal. Verder verbruikt een SCR-installatie ammoniak in de vorm van ureum.

Tabel 10.2 Jaarlijkse kosten voor een SCR-installatie bij nieuwe gasmotoren Elektrisch vermogen

[kWe]

Thermisch vermogen

[kWth]

Som elektrisch en thermisch vermogen

[kW]

Gemiddelde investeringskosten

SCR-installatie [€]

Jaarlijkse kosten SCR-installatie

[€]

SCR kosten per kWh

[ct/kWh]

0-250 0-375 0-625 24.000 6.000 1,2 250-500 375-750 625-1250 41.250 10.000 0,9 500-750 750-1125 1250-1875 50.000 12.000 0,7

750-1000 1125-1500 1875-2500 61.250 15.000 0,6 >1000 >1500 >2500 75.000 20.000 0,4

Er zijn extra kosten verbonden aan het aanbrengen van een katalysator bij bestaande installaties (retrofit). Hiervoor wordt uitgegaan van 40% meerkosten. Vooral in de gebouwde omgeving kan ruimtegebrek een probleem vormen. Ook zijn er extra kosten voor aanpassing van de instal-laties en voor aanvoeren opslagmogelijkheden van de ureumoplossing.

Tabel 10.3 Kosten voor SCR-installatie bij bestaande gasmotoren (retrofit) Elektrisch vermogen

[kWe]

Thermisch vermogen

[kWth]


[kW]

Gemiddelde investeringskosten

SCR-installatie [€]

Jaarlijkse kosten SCR-installatie

[€]

SCR kosten per kWh

[ct/kWh]

0-250 0-375 0-625 33.600 7.000 1,6 250-500 375-750 625-1250 57.750 13.000 1,1 500-750 750-1125 1250-1875 70.000 16.000 0,8

750-1000 1125-1500 1875-2500 85.750 19.000 0,7 >1000 >1500 >2500 105.000 25.000 0,6

62 ECN-E--08-020

Bij een groot deel van de bestaande gasmotoren is wijziging van de motorafstelling (om aan de eis van 80 g/GJ te voldoen) niet erg ingrijpend. Bij de installaties die wel veel nieuwe onderde-len nodig hebben kunnen de extra kosten ongeveer 0,8 ct/kWh bedragen. Naar schatting betreft dit een kwart van de installaties. Voor een gasmotor van 500 kWe betekent dit bij de gebruikte aannames een investering van ca. € 60.000 en jaarlijkse kosten van ca. € 12.000. Bij gasmotoren die gebruikt worden voor mestvergisting is het aandeel van NOx-reducerende maatregelen in de totale kosten lager vanwege het feit dat deze installaties duurder in het ge-bruik zijn dan de andere gasmotoren.

10.3 Reductiekosten afhankelijk van vermogensklasse Het is relatief goedkoper om NOx-uitstoot reducerende maatregelen te treffen bij gasmotoren met een hoog elektrisch vermogen. Om de reductiekosten te bepalen wordt hier een gasmotor zonder SCR-installatie vergeleken met een gasmotor die wel aan een NOx-eis van 30 g/GJ vol-doet. De gasmotor zonder SCR voldoet aan de huidige emissie-eis voor nieuwe installaties van 140 g/GJ. Het gasmotorrendement is in beide gevallen 40%. Door gebruik van de SCR-installatie vermindert de uitstoot van NOx. Tabel 10.4 geeft een indi-catie van de reductiekosten per vermogensklasse (uitgedrukt in euro per kilogram NOx). Gra-fisch is dit weergegeven in Figuur 10.4. Bij afnemend gasmotorvermogen nemen de reductie-kosten sterk toe.

Tabel 10.4 NOx-reductiekosten per vermogensklasse Elektrisch vermogen

[kWe]

Thermisch vermogen

[kWth]


[kW]

Reductiekosten

[€/kg] 0-250 0-375 0-625 12,4

250-500 375-750 625-1250 8,8 500-750 750-1125 1250-1875 6,6

750-1000 1125-1500 1875-2500 5,8 >1000 >1500 >2500 4,4

0

2

4

6

8

10

12

14

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750

Vermogen [kWe]

Red

uctie

kost

en [e

uro/

kg]

Figuur 10.4 NOx-reductiekosten voor nieuwe SCR-installaties afhankelijk van het elektrisch

vermogen

ECN-E--08-020 63

10.4 Totale emissiereductie en kosten beleidsvarianten Met gebruikmaking van de aannames uit Paragraaf 9.2 zijn de emissiereducties die gerealiseerd worden met invoering van de beleidsvarianten I (alles 30 g/GJ) en II (alles 30 g/GJ; behalve be-staand <1 MWe die naar 80 g/GJ gaat) bepalen. De strengere NOx-emissie-eisen voor nieuwe installaties gaan in op 1 januari 2009. Aanpassing van de eisen voor bestaande installaties vindt plaats op 1 januari 2015. De beleidsvarianten zijn omschreven in Paragraaf 8.4. Een overzicht van de ontwikkeling van de totale NOx-uitstoot is gegeven in Figuur 10.5. In 2002 en 2006 is de uitstoot voor alle varianten gelijk, omdat een eventuele actualisatie van BEES B pas van kracht wordt in 2009. Ten opzichte van ongewijzigd beleid bestaat er zowel bij Variant I als Variant II een sterke vermindering van de NOx-uitstoot in 2020. Variant I, waarin aan zowel nieuwe als bestaande installaties een NOx-emissie-eis van 30 g/GJ wordt opgelegd, heeft de grootste emissiereductie tot gevolg.

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

2002 2006 2010 2014 2018 2022

NO

x em

issi

e (k

ton)

Ongewijzigd beleidVariant IVariant II

Figuur 10.5 Totale NOx-emissie van gasmotoren voor de verschillende beleidsvarianten

Tabel 10.5 geeft de totale emissie in de jaren 2010 en 2020 en laat per beleidsvariant zien hoe de totale emissie is verdeeld over de verschillende bedrijfsgroepen.

Tabel 10.5 Overzicht van NOx-emissie per bedrijfsgroep in 2010 en 2020 NOx-emissie in 2010 [kton] NOx-emissie in 2020 [kton]

Geen wijziging

Variant I Variant II Geen wijziging

Variant I Variant II

Glastuinbouw 8,0 7,0 7,0 6,7 2,6 3,0 Industrie 0,3 0,2 0,2 0,2 0,0 0,1 Diensten 1,1 0,9 0,9 0,9 0,2 0,3 Gezondheid & welzijn 1,1 0,9 0,9 0,9 0,2 0,3 Milieudienstverlening 0,5 0,4 0,4 0,4 0,1 0,1 Cultuur & recreatie 0,4 0,3 0,3 0,3 0,1 0,1 Mestvergisting 0,5 0,4 0,4 1,3 0,3 0,4 Totaal 11,8 10,2 10,2 10,7 3,5 4,3 Met behulp van het model zijn ook de kosten te bepalen die gepaard gaan met de keuze voor de emissiebeperkende normen. Ook hier worden resultaten gegeven voor de varianten I en II.

64 ECN-E--08-020

Voor de jaren 2010 en 2020 worden de totale investeringskosten gegeven die tot dat moment zijn gemaakt. De investeringen die nodig zijn voor aanpassing van bestaande installaties zullen na 2010, maar voor het jaar 2015 plaatsvinden. Ook zijn voor de jaren 2010 en 2020 de jaarlijk-se kosten bepaald. Door de jaarlijkse kosten te delen door de jaarlijkse bespaarde NOx-uitstoot worden de reductiekosten in euro per kg gevonden. Op deze plaats wordt een overzicht gegeven van de totale effecten. De gasmotoren zijn hiervoor ingedeeld in drie vermogensklasses. Het besluit BEES B geldt alleen voor gasmotoren met een thermisch vermogen groter dan 1 MWth. Om een volledig beeld te geven worden de resultaten voor de kleinere gasmotoren toch vermeld. Bij de emissie-eisen wordt daarnaast onderscheid gemaakt naar gasmotoren met een vermogen groter of kleiner dan 2,5 MWth. Bij de variant I wordt een emissie-eis van 30 g/GJ opgelegd aan alle nieuwe en alle bestaande gasmotoren. Hierdoor ontstaan kosten voor aanschaf, onderhoud en gebruik van SCR-installaties. Dit resulteert tot 2020 in totale investeringskosten voor de gasmotoren in BEES B van € 131 miljoen. De NOx-emissiereductie ten opzichte van ongewijzigd beleid bedraagt in 2020 5,1 kton (Tabel 10.6).

Tabel 10.6 Resultaten variant I <1 MWth 1-2,5 MWth >2,5 MWth Totaal Totaal

BEES B Investeringskosten [mln €] 13,6 11,0 11,2 35,7 22,1 Jaarlijkse kosten [mln €] 3,3 2,7 3,0 8,9 5,7 NOx-emissiereductie [kton] 0,4 0,5 0,8 1,7 1,2 2010

Reductiekosten [€/kg] 7,4 5,9 3,8 5,3 4,6 Investeringskosten [mln €] 82,0 65,1 65,8 212,9 130,9 Jaarlijkse kosten [mln €] 15,7 12,6 13,1 41,4 25,7 NOx-emissiereductie [kton] 2,1 2,0 3,1 7,2 5,1 2020

Reductiekosten [€/kg] 7,4 6,3 4,2 5,7 5,0 Bij de variant II wordt aan nieuwe gasmotoren een eis opgelegd van 30 g/GJ. Van de bestaande gasmotoren hoeven alleen gasmotoren met vermogen groter dan 2,5 MWth aan dezelfde eis van 30 g/GJ te voldoen. Aan de kleinere gasmotoren wordt een eis van 80 g/GJ opgelegd. De kosten en de emissiereductie (zie Tabel 10.7) vallen hierdoor lager uit dan in de variant I.

Tabel 10.7 Resultaten variant II <1 MWth 1-2,5 MWth >2,5 MWth Totaal Totaal

BEES B Investeringskosten [mln €] 13,6 11,0 11,2 35,7 22,1 Jaarlijkse kosten [mln €] 3,3 2,7 3,0 8,9 5,7 NOx-emissiereductie [kton] 0,4 0,5 0,8 1,7 1,2 2010

Reductiekosten [€/kg] 7,4 5,9 3,8 5,3 4,6 Investeringskosten [mln €] 45,6 37,0 65,8 148,3 102,7 Jaarlijkse kosten [mln €] 10,2 8,7 13,1 32,0 21,8 NOx-emissiereductie [kton] 1,7 1,6 3,1 6,5 4,7 2020

Reductiekosten [€/kg] 5,9 5,5 4,2 5,0 4,6 Gedetailleerde resultaten per bedrijfsgroep voor kosten en uitstoot zijn te vinden in Bijlage C. Daar is te zien dat de reductiekosten voor de verschillende bedrijfsgroepen verschillen als ge-volg van de verschillen in opbouw van het gasmotorpark.

ECN-E--08-020 65

10.5 Gevoeligheidsanalyse voor toename gasmotorvermogen In de voorafgaande berekeningen is er vanuit gegaan dat het opgesteld elektrisch vermogen in de glastuinbouw stijgt tot 3000 MWe in 2010 en daarna stabiliseert. Het is mogelijk dat het ver-mogen na 2010 verder toeneemt. Dit brengt zowel extra NOx-uitstoot met zich mee als extra kosten voor uitstootbeperkende maatregelen. In Tabel 10.8 wordt aangegeven wat de gevolgen zouden zijn van een vermogen van 3.500 MWe in de glastuinbouw in 2020. Bij ongewijzigd be-leid veroorzaakt de mogelijke toename van het gasmotorvermogen een extra uitstoot van 1,0 kton NOx. Omdat veel nieuwe gasmotoren in de glastuinbouw al voorzien zijn van een SCR-installatie is deze uitstoot maar beperkt te reduceren. De resultaten voor 2010 en eerder blijven onveranderd.

Tabel 10.8 Gevolgen van een toename van gasmotorvermogen in de glastuinbouw tot 3.500 MWe in 2020

2020

Additionele NOx-emissie in de glastuinbouw

[kton]

Additionele jaarlijkse kosten

[mln €]

Additionele investeringskosten

[mln €] Geen Wijziging 1,0 n.v.t. n.v.t.

I 0,4 4,1 13,9 II 0,4 3,6 13,9

10.6 Discussie gasmotoren In aanvulling op de modelresultaten worden hier nog een aantal opmerkingen gemaakt over de gevolgen van de aanscherping van de NOx emissie-eisen voor gasmotoren. Reductie van de NOx-uitstoot tot 30 g/GJ betekent in de praktijk dat gasmotoren verplicht moe-ten worden uitgerust met rookgasreiniging door middel van een SCR-installatie. Omdat de kos-ten hiervan vooral voor kleinere types gasmotoren relatief hoog zijn, kan deze verplichting tot gevolg hebben dat het gebruik van een gasmotor minder aantrekkelijk wordt. Bij oudere instal-laties gaat de verhoging van de tegendruk ten koste van het rendement. Voor een deel van de installaties ontstaan ook problemen door ruimtegebrek bij het inpassen van een katalysator. Dit is vooral een probleem bij gasmotoren in de gebouwde omgeving (flats en kantoren). Bij de in-stallatie van gasmotoren is er in het algemeen geen rekening gehouden met de mogelijkheid van bijplaatsing van een rookgasreiniger. Het is waarschijnlijk dat een groot deel van de kleinere gasmotoren als gevolg van deze proble-men wordt afgestoten. Deze maatregel zal ook de aanschaf van nieuwe gasmotoren minder aan-trekkelijk maken. De omvang van dit effect is niet bekend. Afgaande op eerdere studies zou het hierbij om 90% van de gasmotoren met een vermogen kleiner dan 250 kWe en 50% van de mo-toren met een vermogen tussen 250 en 500 kWe kunnen gaan. Omdat WKK-installaties bijdra-gen aan energiebesparing door de gecombineerde opwekking van warmte en elektriciteit heeft dit een lichte toename van het energiegebruik tot gevolg. Voor de kosten voor een SCR-installatie of het aanpassen van gasmotoren is gebruik gemaakt van een schatting van de gemiddelde kosten. In individuele gevallen kunnen deze kosten hoger uitvallen. Het Ministerie van Economische zaken heeft een regeling Stimulering van Duurzame Energie (SDE) aangekondigd. Deze SDE-subsidie bevordert de opwekking van energie uit WKK en mestvergisting door het aanvullen van de onrendabele top van deze installaties. Voor het bepa-len van de hoogte van de SDE-subsidie wordt een schatting gemaakt van de kosten voor exploi-

66 ECN-E--08-020

tatie van gasmotoren. Op dit moment (april 2008) is nog niet bekend of er daadwerkelijk een SDE subsidie komt. Met deze subsidie zouden eventueel extra kosten voor het installeren van een SCR-installatie kunnen worden gecompenseerd. Onderdeel van de beleidsvariant II is een verlaging van de toegestane emissie voor bestaande gasmotoren tot 80 g/GJ. Bij een deel van de installaties kan hieraan op eenvoudige wijze wor-den voldaan door een wijziging van de motorafstelling. Deze aanpassing van het motormana-gement is echter niet voor alle gasmotoren haalbaar. Nadelig gevolg van deze strengere eis is dat wijziging van de afstelling van de motor een rendementsverlaging tot gevolg kan hebben. Ook kan er misfiring optreden, waarbij het lucht/brandstofmengsel niet ontsteekt. Het is aanne-melijk dat deze maatregel zal leiden tot een versnelde afstoting van een deel van het bestaande gasmotorpark. Het gaat daarbij naar schatting om 50% van de installaties met een elektrisch vermogen kleiner dan 250 kWe, en 40% van de installaties met een vermogen van 250 tot 500 kWe. Voor nieuwe installaties is deze eis wel haalbaar. Een ander negatief gevolg van de wijziging van de motorafstelling is een toename van de uit-stoot van methaan (van Dijk, 2004). Methaan is een sterker broeikasgas dan CO2. Een toename van de uitstoot van methaan kan het gunstige effect op de CO2-emissie door gebruik van warm-tekrachtkoppeling deels teniet doen (zie Hoofdstuk 11). Veel gasmotoren in de glastuinbouw kunnen al aan een NOx-eis van 30 g/GJ voldoen, omdat het rookgas wordt gebruikt voor CO2-bemesting. Tuinders kunnen ook in hun behoefte aan CO2 voorzien door aardgas te verbranden of CO2 aan te voeren met een pijpleiding. In dit geval dat de WKK-installatie wordt gebruikt voor CO2-bemesting worden de kosten voor het gebruik van een SCR-katalysator (deels) gecompenseerd door vermeden kosten voor de inkoop van CO2 of productie van CO2 met een ketel. Deze mogelijke baten zijn niet meegenomen bij de berekening van de kosten van de actualisatie van BEES B. Bij gasmotoren die al voorzien zijn van een rookgasreinigingsinstallatie kan overigens eenvoudig een extra NOx-reductie worden bereikt door de verplichting deze altijd aan te laten staan. Door Plagamo wordt er van uitgegaan dat de schatting van de bedrijfstijden zoals die volgt uit de CBS-gegevens voor de glastuinbouw een onderschatting van het aantal bedrijfsuren oplevert. Voor de gebouwde omgeving worden de bedrijfstijden juist als hoog beschouwd. Er is tamelijk veel onzekerheid over de toekomstige ontwikkeling van het gasmotorpark. Ook het toekomstige aantal bedrijfsuren, dat een grote invloed heeft op de NOx-uitstoot, is onzeker. Omdat aannames over deze waarden bij de verschillende varianten gelijk zijn gehouden, is een vergelijking van de verschillende varianten wel mogelijk.

ECN-E--08-020 67

11. Koolwaterstof (methaan) emissie-eisen gasmotoren

Medio december 2007 is de methaan emissie-eis die in BEES B aan gasmotoren gesteld gaat worden nog niet vastgesteld. Sinds januari 2005 werd in het kader van het Groen Label Kas (GLK) certificatieschema een methaanemissienorm aan gasmotoren gesteld van max. 240 g/GJ (1,2% niet verbrand) voor kleine motoren met directe ontsteking en max. 320 g/GJ (1,6% niet verbrand)35 voor grotere motoren met ‘voorkamerontsteking’. In het nieuwste Certificatiesche-ma Groen Label Kas wordt gesproken over een koolwaterstofemissie-eis van 1100 mg/Nm3 (bij 3% O2) (SMK, 2007). Als dit alleen methaan (CH4) zou zijn dan komt dit uit op ca. 310 g/GJ. Na een onderzoek in opdracht van VROM (Olthuis, 2007) is besloten om een eis te formuleren voor nieuwe motoren van 1200 mg koolstof/Nm3 aanwezig in koolwaterstofverbindingen (Cx-Hy) in het rookgas (bij 3% O2). Het is de bedoeling om de eisen ook over zeven jaar voor be-staande motoren door te voeren. Een finaal besluit hierover wordt gekoppeld aan de technische ontwikkelingen de komende twee jaar. Omgerekend komt de eis neer op 342 g koolstof/GJ brandstof. Het grootste deel, orde grootte 90%, van deze koolstof zal zich in de vorm van me-thaan, de belangrijkste component van aardgas en biogas, in het uitlaatgas bevinden. Gesteld dat het 100% methaan zou zijn dan is de methaan uitstoot 456 g methaan/GJ. Ofwel dan komt 2,3% van de methaan onverbrand de uitlaat uit (2,3% methaan slip). Methaan is een sterk broeikasgas. Uitgaande van de aanname in (Olthuis, 2007) van 93% me-thaan veroorzaakt de 342 g C/GJ een toename van de emissie van de gasmotor met 15% CO2 equivalent. Normaal aardgas heeft een CO2-emissie van 56,8 kg/GJ. Gebruik in een gasmotor die net aan de eis voldoet is de CO2-equivalent emissie 65 kg/GJ. Als een WKK-installatie met een gasmotor ten opzichte van gescheiden opwekking een CO2-reductie van 20% oplevert dan blijft na correctie voor de methaanuitstoot slechts 6% CO2eq-reductie over. Recente metingen in Nederland In Tabel 11.1 staan de gegevens van metingen aan een 15tal gasmotoren met SCR36. Het ge-bruik van de SCR heeft volgens de metingen geen effect op de uitstoot aan koolwaterstoffen. De eerste set van metingen van de KEMA (Olthuis, 2007) laat zien dat van de tien grote gasmoto-ren tussen de 1,5 en 5 MWe waar metingen aan gedaan zijn, er vijf zijn die direct aan de nieuwe eis voldoen. De andere twee zitten er zo dicht bij dat er met beperkte aanpassingen of plaatsing van een goedkope oxidatiekatalysator aan de nieuwe eis kan worden voldaan. Bovendien ont-staat bij de invoering van strengere NOx-normen de mogelijkheid om de motor op een andere manier te optimaliseren wat tot een lagere methaanuitstoot en een iets hoger rendement kan lei-den. De overige drie zitten er zo ver vandaan (gemiddeld 50% hoger) dat hier meer ingrijpende maatregelen nodig zijn. De cijfers van de Wageningen Universiteit (Dueck, 2008), een studie die niet tot doel had om een goed beeld van de methaanuitstoot te krijgen37, laten ook een gespreid beeld zien. De al be-

35 Bij een zogenaamde GWP voor methaan van 23 kan uitgerekend worden dat 1% onverbrand aardgas in het uit-

laatgas de CO2-equivalante emissies van de installatie met 7,4% verhoogd. De methaanuitstoot veroorzaakt een forse daling van de CO2-winst van de WKK-installatie.

36 De metingen, die het afgelopen jaar in Nederland zijn uitgevoerd, laten zien dat de NOx-uitstoot van gasmotoren die in de glastuinbouw gebruikt worden fors kan worden gereduceerd door toepassing van SCR technologie. De studie van (Dueck, 2008) laat echter ook zien dat de SCR-installatie een belangrijk deel van de tijd is uitgescha-keld; met name als de gasmotor wel draait, maar er geen CO2 aan de kas wordt geleverd.

37 De studie is bedoeld om te onderzoeken waarom kassen die CO2 uit gasmotoren gebruiken toch slechtere resulta-ten hebben dan kassen die pure CO2 gebruiken. Voor gebruik in de tabel zijn de cijfer omgerekend. Omdat de de-finities in het rapport niet geheel eenduidig waren kan bij de omrekening (door de aanwezigheid van waterdamp) een fout van 10% zijn ontstaan.

68 ECN-E--08-020

kende tendens dat de methaanemissie hoger is naarmate de motor groter wordt, is in de cijfers zichtbaar. Oudere cijfers uit 2001 (Polman, 2001) komen tot een vergelijkbaar beeld. In het betreffende rapport is van het toenmalige park een schatting gemaakt van de methaanuitstoot, namelijk 13,5 kton (±6 kton), waarbij 20% van het gasmotorpark (met 30% van het gasverbruik) boven de voorgestelde norm zit. Ook hier zijn het een deel van de grotere motoren die een te hoge uitstoot hebben. In een studie van Gastec (Polman, 2001) is een schatting gemaakt van de gemiddelde methaanuitstoot van het gasmotorpark. Dit levert een gemiddelde waarde op van 272 g/GJ, en als de brandstofinzet wordt meegewogen 358 g/GJ. In een ander overzicht in dezelfde publicatie komt een aantal motoren met een NOx-regime van 140 g/GJ tot een gemiddelde uitstoot van 2,1% onverbrande brandstof. Hierbij moet tenslotte nog opgemerkt worden dat de afstelling van de motoren een rol speelt. Het is niet uitgesloten dat de methaan emissie verder toe gaat nemen als motoren nog armer afgesteld worden om aan de NOx-eis van 80 g/GJ te voldoen. Geconcludeerd kan worden dat met name een deel van de grotere motoren een probleem met de nieuwe emissie-eisen zal hebben. De KEMA metingen laten echter ook duidelijk zien dat er ook bij de grotere motoren voldoende aanbod is om ook in de grotere vermogensklasse een motor aan te schaffen die aan de nieuwe eisen voldoet. Per saldo kan hieruit geconcludeerd worden dat de nieuwe koolwaterstofeis de keuzemogelijkheden enigszins vermindert, maar niet automatisch tot extra kosten leidt.

Tabel 11.1 Gemeten emissies van NOx en koolwaterstoffen van gasmotoren in Nederland Motor vermogen in MWe NOx-emissie

zonder SCR in g/GJ

NOx-emissie met SCR in

g/GJ

Verwijde-ringsgraad SCR

CxHy in g C/GJ (CH4 in g/GJ)

Toename uitstoot in CO2-equivalent door

CxHy emissie Bron 2 (Olthuis, 2007) Tussen 1,5 en 5 184 22 88% 355 15% Tussen 1,5 en 5 109 12 89% 642 28% Tussen 1,5 en 5 93 17 82% 316 14% Tussen 1,5 en 5 155 21 86% 305 13% Tussen 1,5 en 5 160 13 92% 353 15% Tussen 1,5 en 5 240 15 94% 321 14% Tussen 1,5 en 5 173 5.6 97% 230 10% Tussen 1,5 en 5 95 11 88% 483 21% Tussen 1,5 en 5 219 7.8 96% 234 10% Tussen 1,5 en 5 147 10 93% 413 18% Gemiddeld 157 13 91% 365 16% Bron 1: (Dueck, 200b) 0,69 77 19 76% 122 (163) 5% 1,6 113 11 90% 260 (347) 11% 1,9 38 14 63% 571 (761) 25% 2,0 81 12 85% 351 (468) 15% 3,4 68 9 87% 688 (917) 30% Gemiddeld 75 13 80% 389 (531) 17% Huidige emissie in Denemarken Uit Denemarken zijn cijfers over gasmotoren bekend. In de Deense inventarisaties wordt zelf een aandeel onverbrand van 3% aangehouden (Fenhann, 2001). De inventarisatie van 2004 laat zelfs tot 2000 een stijging zien (Nielsen, 2007), zie Tabel 11.2. Voor de jaren 2001-2004 wordt deze factor constant gehouden. De cijfers zijn gebaseerd op metingen bij 114 aardgasmotoren. De metingen geven aan dat de emissie van vooral motoren met voorkamerontsteking erg hoog is (dit is ook bij de Nederlandse Groen Label eisen gesignaleerd), hoewel ook de onderlinge ver-schillen hier groot zijn. Voor biogas zijn metingen verricht aan 13 verschillende installaties. Dat

ECN-E--08-020 69

de emissies van deze (lean burn) motoren lager zijn, komt omdat deze geen voorkamer ontste-king hebben. In (Nielsen, 2003) staan meer details over de Deense metingen.

Tabel 11.2 Deense tijdreeks met methaan-emissiefactoren voor gasmotoren Jaar Methaanemissie aardgasmotoren

[g/GJ] Methaanemissie biogasmotor

[g/GJ] 1990 257 239 1991 299 251 1992 347 264 1993 545 276 1994 604 289 1995 612 301 1996 596 305 1997 534 310 1998 525 314 1999 524 318 2000 520 323 Denemarken is één van de weinige landen die al expliciet een emissie-eis voor de koolwater-stofemissie van gasmotoren heeft. Het niveau is 1500 mg C/Nm3 bij 5% zuurstof en een elek-trisch rendement van 30% (Wit, 2005). Dit komt overeen met 470 g C/GJ brandstof, wat ruimer is dan de nieuwe Nederlandse eis. Mogelijkheden tot emissiereductie Anders dan bij andere vluchtige koolwaterstoffen (VOS) is het niet mogelijk om de methaan er met een oxidatiekatalysator uit te halen. Methaan is in tegenstelling tot andere koolwaterstoffen (NMVOS) weinig reactief (Sklorz ,2003), (Wit, 2005). In een Gasunie rapport uit 2004 zijn de opties voor NOx- en CH4-reductie bij gasmotoren geïn-ventariseerd (Dijk, 2004). Het rapport geeft de mogelijkheid van na-oxidatiesystemen aan. Hier-in wordt de rookgastemperatuur tijdelijk verhoogd om zo de koolwaterstoffen inclusief methaan alsnog af te breken. Volgens de Gasunie zijn deze systemen op de markt beschikbaar en kunnen ze minimaal 95% van de methaan omzetten. De installaties vergen wel veel ruimte (net als SCR), wat plaatsing bij bestaande installaties (retrofit) duur maakt. Gasunie schat de CH4-reductiekosten voor installaties van circa 1 MWe in de range van ruim 1700 €/ton (nieuwbouw en gunstige afschrijvingscondities) tot ruim 4100 €/ton (retrofit en ongunstige afschrijvingscon-dities). De resulterende reductiekosten per eenheid van elektriciteitsproductie, in de range van ongeveer 0,5 €ct/kWhe tot bijna 1,2 €ct/kWhe

38. In de praktijk komt, volgens Gasunie, slechts een beperkt deel van het bestaande gasmotorpark in aanmerking voor retrofit met een na-oxidatiesysteem. Als referentie noemt Gasunie een Gasmotorfabrikant Jenbach die een dergelijk systeem heeft draaien. CANMET het EnergyTechnology Centre in Canada heeft het CH4MIN systeem ont-wikkeld (Sapoundjiev, 2004). Ook in dit systeem wordt net als bij Jenbach gebruik gemaakt van warmtewisselaars en de warmte die bij het verbranden van methaan vrijkomt. Afgezien van de drukval vergt het systeem geen extra energie.

38 Gasunie: “In de fictieve situatie dat deze maatregel op het gehele Nederlandse gasmotorpark (stand 2002) toege-

past zou kunnen worden, bedraagt het reductiepotentieel ongeveer 7,7 kton tot 12,5 kton CH4 op een totale uitstoot in 2002 van 10,1 kton tot 16,5 kton. De bijbehorende specifieke reductiekosten liggen in de orde van grootte van € 2640 tot bijna € 4300 per ton CH4. Inclusief correctie voor de CO2-uitstoot verbonden aan de hulpenergie voor het thermisch opstarten van het na-oxidatiesysteem bedragen de reductiekosten ongeveer € 145 tot € 260 per ton CO2-equivalent.

70 ECN-E--08-020

Het ECN heeft onderzoek gedaan naar katalysatoren die ook bij lagere temperatuur zowel me-thaan als NOx afbreken. Door de samenstelling van het rookgas (aanwezigheid van zwavelver-bindingen) was de levensduur van deze katalysatoren echter beperkt. Bij TNO vindt onderzoek plaats naar een SCR die met plasma ondersteund wordt. Deze zou naast NOx ook CH4 kunnen afbreken. Helaas is dit systeem nog niet voldoende uitontwikkeld. Er zijn ook andere opties zoals de ‘Lean NOx Trap Catalysis’ van het Oak Ridge National Labo-ratory (Parks, 2005). Deze katalysator neemt NOx op, en breekt gelijktijdig ook ca. 50% van het methaan af39. Kostenschatting Hoewel er grote onzekerheden zijn is hier toch getracht om een schatting van kosten en effecten te maken. Hier zijn wel een groot aantal veronderstellingen voor nodig. Uitgaande van de ge-middelde emissie uit 2001 (Polman, 2001) kan de emissie van methaan toenemen van de ge-noemde 13,5 kton tot 42 kton in 2020. Een hoeveelheid onverbrand methaan van 42 kton ver-oorzaakt een extra emissie van 0,8 Mton CO2 equivalent. Als 30% van de brandstofverbruik in gasmotoren plaatsvindt die een te hoge emissie hebben dan gaat het hierbij om 18 kton. Bij on-geveer de helft hiervan kan via aankoop en vervanging een overschrijding vermeden worden (4 kton minder uitstoot). Bij de andere helft zou actief ingegrepen moeten worden. Als dit met een goede efficiency gebeurt, kan hier circa 8 kton gereduceerd worden. Uitgaande van de kosten-cijfers uit (Dijk, 2004) kan dan een voorzichtige schatting van de kosten van toepassing van de-ze rookgasreiniging bepaald worden, zie Tabel 11.3. Bij de gebruikte technologie, waarbij nog van herverhitting gebruik gemaakt wordt, komen de kosten uit op 2 tot 3 €/kg CH4

40, of 90 tot 150 €/ton CO2 equivalent. Verwacht mag worden dat de kosten in de toekomst nog aanzienlijk gaan dalen. De kosten per ton CO2eq. zijn veel hoger dan de huidige CO2-handelsprijs maar lig-gen lager dan momenteel per ton CO2-reductie voor biobrandstoffen in de transportsector uitge-geven wordt. Tabel 11.3 Schatting effecten koolwaterstofnorm op gasmotoren in 2020 Sector Gasinzet in motoren

boven de norm [PJ]

Emissiereductie

[kton CH4]

Emissiereductie

[Mton CO2 eq.]


[mln €]


Via aanschaf en vervanging

18 4 0,075 - -

Via huidige technologie rookgasreiniging

18

- lage schatting 8 0,155 14 21 - hoge schatting 8 0,155 33 35 Totaal 2020 36 12 0,23 14-33 21-35 Afgaande op de aanwezigheid van grotere motoren komt 90% van deze kosten terecht in de Land- en tuinbouwsector en 10% in de sector HDO. Samen met een strengere NOx-eis die SCR nodige kan maken, zal een beperkt deel van deel van het bestaande gasmotorpark met aanzien-lijke kosten geconfronteerd worden. Dit kan er toe leiden dat er, met name kleinschalig, vermo-gen vervroegd uit bedrijf genomen wordt.

39 Een ander traject dat mogelijk bruikbare technieken oplevert is het werk wat gedaan wordt aan het verwijderen

van methaan uit de ventilatielucht van kolenmijnen. Ook hier wordt over zeer lage methaan concentraties gespro-ken. Technieken die genoemd wordt zijn, naast al hier genoemd, het verbranden in een gasturbine (in plaats van een oxidatiekatalysator tussen de warmtewisselaars) of een eerste processtap waarbij de methaan eerst geconcen-treerd wordt.

40 De rookgasreiniging zal ook gevolgen hebben voor de emissie van andere koolwaterstoffen uit de betreffende mo-toren. Omdat 90% of meer van de koolwaterstofemissie methaan betreft, liggen deze effecten meer dan een factor 10 lager.

ECN-E--08-020 71

Literatuur

Bakema, G.F., Kroon, P. (1988): Vermijden of Bestrijden? Emissies en kosten van emissiebeperking van SO2, NOx en stof tot 2010, behorend bij de Nationale Energie Verkenningen 1987. ESC-44, Energie Studie Centrum, ECN, Petten, mei 1998.

Bank, M.P. van de, H.M. Venderbosch (1997): Sectorstudie Bouwmaterialen. NDS--96-013, Adromi b.v. voor NEEDIS, Petten, April 1997.

Baxter, L. (2005): Biomassa impact on SCR catalyst; Technical report. IEA Bioenergy Task 32, Brigham Young University, Provo, UT, USA, October 2005.

Beumer, H., H.L. Heeres (1994): Sectorstudie Veevoederindustrie. TNO Voeding, afdeling IGMB, Wageningen, oktober 1994.

BTG (2005): BTG-Factsheet biogas. Biomass technology group, Enschede, 2005

CBS (2006): Duurzame energie in Nederland 2005. Centraal Bureau voor de Statistiek Voorburg/Heerlen, 2006.

CBS (2007a): Statistiek productiemiddelen elektriciteit. Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS), Den Haag/Voorbrug, 2007.

CBS (2007b): Duurzame energie in Nederland 2006. Centraal Bureau voor de Statistiek Voorburg/Heerlen, 2007.

CPB/MNP/RPB (2006): Welvaart en leefomgeving, incl. achtergronddocument. Centraal Planbureau/Milieu- en Natuurplanbureau/Ruimtelijk Planbureau, Den Haag/Bilthoven.

Credner, M. (2004) Energetische und wirtschafliche Analyse des Aufbereitungsverfahrens für Biogas zum Betreib einer Mikrogastrubine. Fachhochschule Trier Umwelt Campus Birkenfeld, Birkenfeld. 2004

Daniëls, B.W.,J.C.M. Farla (coörd.) (2006): Optiedocument energie en emissies 2010/2020. ECN-C--05-105/MNP 7730001038, ECN & MNP, Petten/Bilthoven, maart 2006.

Derden, A., L. Goovaerts, P. Vercaemst, K. Vrancken (2005): Beste Beschikbare Technieken (BBT) voor de glastuinbouw. http://www.emis.vito.be, BBT-kenniscentrum Vito, Mol, juni 2005.

Dijk, G.H.J. van (2004): Inventarisatie CH4-en NOx-emissiereductie voor aardgasmotoren. RE 2003.R.0612. Gasunie Research, Energy Innovation & Consultancy, Groningen, 17 februari 2004.

Dueck, Th. A., C.J. van Dijk, F. Kempes en T. van der Zalm (2008): Emissies uit WKK-installaties in de glastuinbouw. Methaan, etheen en NOx concentraties in rookgassen voor CO2 dosering. Nota 505 Wageningen UR Glastuinbouw, Wageningen, januari 2008.

Eck, T. van (1996): NOx-marktanalyse. Van Eck Marketing, Arnhem, november 1996.

ETC (1986): Tabel stortgasgegevens. symposium verslag van 18 en 19, Energie Technologisch Centrum, maart 1986.

EU Directive (1996): Council Directive 96/61/EC of 24 September 1996 concerning integrated pollution prevention and control. Internet: http://europa.eu.int/eur-lex/en/lif/reg/en_register_151020.html, 31996L0061, Official Journal L 257, 10/10/1996 P. 0026 - 0040.

72 ECN-E--08-020

EU (2001): Richtlijn 2001/81/EG van het Europees Parlement en de Raad van 23 oktober 2001 inzake nationale emissieplafonds voor bepaalde luchtverontreinigende stoffen. Publicatieblad van de Europese Gemeenschappen, L 309/22, 27 oktober 2001.

Fenhann, J. (2001): Denmark’s Greenhouse Gas Projections until 2012. ISBN 87-7844-213-3 Systems Analysis Department RISØ National Laboratory, Roskilde, Denemarken, april 2001.

FO-Industrie (2006): Uitvoering intentieverklaring Olie- en gaswinningsindustrie Jaarrapportage 2004; Level I Olie- en gaswinningsindustrie. R060124c, Facilitaire Organisatie Industrie Den Haag, 9 juni 2006.

Jacobs, A., B. Gielen, I. Van Tomme Ch. De Roock , R. Dijkmans (2003): Beste Beschikbare Technieken (BBT) voor de houtverwerkende nijverheid. Eindrapport. 2003/IMS/R/149. Vlaams Kenniscentrum voor Beste Beschikbare Technieken (Vito), Mol, oktober 2003.

Goovaerts, L., W. Luyckx, P. Vercaemst, G. De Meyer, R. Dijkmans (2002): Beste Beschikbare Technieken (BBT) voor stookinstallaties en stationaire motoren; Eindrapport. 2002/IMS/R/059. Vlaams Kenniscentrum voor Beste Beschikbare Technieken (Vito), Mol, mei 2002.

Haas, J., J. Koppejan, P. Meulman (2002): Duurzame warmtevoorziening voor grote gebouwen met hout als brandstof Informatie voor gemeenten. E.V.A. - The Austrian Energy Agency, Wenen / TNO-MEP, Apeldoorn, Augustus 2002.

ICAEN (2004): Interim Report - Regulation Draft of Biogas; Commercialisation in Gas Grid - BIOCOM. European Commission, 4.1030/C02-082/2002, Institut Català d’Energia, november 2004.

Infomil (1999): Leidraad Besluit emissie-eisen stookinstallaties milieubeheer B. Publicatie LBO03 Lucht, Infomil Informatiecentrum Milieuvergunningen, Den Haag, april 1999.

Infomil (2003): Nederlandse Emissie Richtlijn Lucht (NeR). Publicatie L27 Lucht, Infomil Informatiecentrum Milieuvergunningen, versie april 2003.

Infomil (2005): Handreiking (co-)vergisting van mest. LA06 Infomil, Den Haag, April 2005

Koppejan, J., P. D. M. de Boer-Meuleman (2005): Status Warmteproductie 2005, TNO voor SenterNovem, Utrecht, 4 november 2005.

Kroon, P. Beeldman, M., Rijkers, F.A.M. (2000): Mogelijke effecten van NOx-beleid op het warmtekrachtpotentieel; Een analyse van de invloed van bestrijdingskosten op de rentabiliteit van warmtekracht. ECN-C--00-111, ECN, Petten, december 2000.

Kroon, P. (2003): NOx-uitstoot van kleine bronnen; De uitstoot in 2000 en 2010, ECN-C--03-125, http://www.ecn.nl/library/reports/2003/c03125.html, Petten, ECN, oktober 2003.

Kroon, P., S. A. J. Bakker, H.P.J. de Wilde (2005): NOx-uitstoot van kleine bronnen; Update van de uitstoot in 2000 en 2010, ECN-C--05-015, Petten, ECN, februari 2005.

Kroon, P. (2007): Update NOx-emissies en reductieopties van kleine bronnen in het SE- en GE-scenario. ECN-E--07-027, ECN, Petten, januari 2007.

Kwant, K. (2006) Status en stimulering van bioenergie in Nederland. Symposium ‘Bio-energy in de industrie’, Eindhoven, 11 mei 2006.

Nielsen, O.K., M. Nielsen, J. B. Illlerup (2007): Danish Emission Inventories for Stationary Combustion Plants; Inventories until year 2004. NERI Technical Report No. 628, National Environmental Research Institute, University of Aarhus, Denmark, april 2007.

ECN-E--08-020 73

Limburg (2005): Besluit van Gedeputeerde Staten van Limburg over aanvraag van 7 april 2005 van Laarakker Groenteverwerking B.V. voor een revisievergunning. Kenmerk 2005/17215, http://www.limburg.nl/upload/vergunningen/050720LaarakkerBesluit.pdf, 12 juli 2005.

MNP (2007): Milieubalans 2007. MNP-publicatienummer 500081004, Milieu- en Natuurplanbureau, Bilhoven, september 2007.

Nielsen, M., J B. Illerup (2003): Emissionsfaktorer og emissionsopgørelse for decentral kraftvarme; Eltra PSO projekt 3141 Kortlægning af emissioner fra decentrale kraftvarmeværker Delrapport 6. Faglig rapport fra DMU, nr. 442, Danmarks Miljøministeriet, Kopenhagen, mei 2003.

Olthuis, H.J., P.A.C. Engelen (2007); Overzichtrapportage emissieonderzoek methaanemissie bij gasmotoren op continu vollast. Nummer: 50762926-TOS/TCM 07-7080, KEMA Technical & Operational Services, Arnhem, 4 september 2007.

Overijssel (2006): Beschikking Veranderingsvergunning voor het uitbreiden van de bestaande afvalverbrandingsinstallatie met een biomassa-elektriciteitscentrale bij aviTwente B.V.. Kenmerk EMT/2005/4554, 16 januari 2006. http://provincie.overijssel.nl/beleid/milieu/milieuvergunningen/beschikkingen

Parks, J., J. Tassitano, J. Storey (2005): Lean NOx Trap Catalysis:NOx Reduction for Lean Natural Gas Engine. Oak Ridge National Laboratory. 2nd Annual Advanced Stationary Reciprocating Engines Conference, Diamond Bar, CA, March 15-16, 2005.

Polman, E.A., J.C. de Laat, H. Hondeman, W. Bouwman (2001): Kwaliteit van gasmotoren in Nederland; Onderzoek naar de emissie van het aardgasgestookte W/K gasmotorpark. GL/010476/pln, Gastec, Apeldoorn, 23 november 2001.

Rompaey, H. van, R. De Fré, E. De Spiegeleer, C. Polders, P. Vanderstraeten, M. Wevers (2000): Emissies van dioxines en PAK’s door gebouwenverwarming met vaste brandstoffen; Ontwerp eindrapport. 2000/IMS/R/0, Vito, Mol, december 2000.

Ruch, D. (2005): BHKW-Optimierung und SCR Katalysator Kompaktbiogasanlage Küssnacht. In opdracht van Bundesamt für Energie, Genesys GmbH, Frauenfeld, december 2005

Sapoundjiev, H. (2004): CH4MIN Technology A Sustainable EnergySolution for Destruction of Dilute Methane Emissions and the Production of Useful Energy. Catalytic Solutions for Vents, Fugitives and Incomplete Combustion Emissions, Calagry, Canada, 1 april1 2004.

SCAQMD (2007): Final Environmental Assessment: Proposed Amended Rule 1110.2 - Emissions from Gaseous- and Liquid-Fueled Internal Combustion Engines (ICEs). SCAQMD No. 280307JK South Coast Air Quality Management District, Diamond Bar, California, november 2007.

Segers, R. (2005): Houtkachels voor warmte (>18 kW), classificatie, betrouwbaarheid en uitsplitsingen. Centraal Bureau voor de Statistiek, Voorburg/Heerlen, 12 september 2005.

SIRA (2004): Nulmeting AL Ministerie van VROM, SIRA Consulting B.V. Nieuwegein, 2004.

SIRA (2007): Onderzoek Administratieve Lasten actualisatie BEES-B, Sira Consulting B.V., Nieuwegein, 2007.

74 ECN-E--08-020

Sklorz, M., et. al. (2003): Katalysatoren an Biogasmotoren; Schlussbericht Untersuchungen zum Einsatz von Oxidationskatalysatoren an landwirtschaftlicchen Biogas-Verbrennungsmotoren. Nr. 182, www.lfu.bayern.de, Bayerisches Landesamt für. Umweltschutz (LfU), Augsburg, oktober 2003.

Smeets, W.L.M., et. al. (2007): Kosteneffectiviteit van aanvullende maatregelen voor een schonere lucht. MNP Rapport 500091001/2007. Milieu- en Natuurplanbureau, Bilhoven, 23 augustus 2007.

SMK (2007): Certificatieschema Groen Label Kas. GLK.8-2007, Stichting Milieukeur, Den Haag, ingaande 24 oktober 2007. http://www.milieukeur.nl/upload/schema/glkschema_nl8.pdf.

Velde R. van der (2007): Preliminary assessment of the effects of the proposed new BEES B regulation for the offshore E&P industry. B3155-01-001, DHV voor NOGEPA, Zaandam, november 2007.

VROM (1974): Besluit zwavelgehalte brandstoffen. Staatsblad, 27 september 1974.

VROM (1998): Besluit emissie-eisen stookinstallaties milieubeheer B. Staatsblad 1998, nr. 166, 18 maart 1998.

VROM (2001): Nationaal Milieubeleidsplan 4 (NMP4); Een wereld en een wil: werken aan duurzaamheid. Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer, Den Haag, juni 2001.

VROM (2002a): Besluit van 21 februari 2002, houdende regels voor glastuinbouwbedrijven en voor bepaalde akkerbouwbedrijven (Besluit glastuinbouw)., Staatsblad, 28 februari 2002.

VROM (2002b): Circulaire: Emissiebeleid voor energiewinning uit biomassa en afval. KVI2002023389, 11 april 2002.

VROM (2003):Emission ceilings acidification and continental air pollution; Report of the Netherlands 2002, vrom 02.1107/04-03, Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment, The Hague, mei 2003.

VROM (2004): Besluit van 2 maart 2004, houdende implementatie van richtlijn nr. 2000/76/EG van het Europees Parlement en de Raad van de Europese Unie van 4 december 2000 betreffende de verbranding van afval (PbEG L 332) (Besluit verbranden afvalstoffen), Staatsblad, no 97, 18 maart 2004.

VROM, (2006a): NEC-rapportage 2006; Uitvoeringsnotitie emissieplafonds verzuring en grootschalige luchtverontreiniging 2006. Ministerie VROM, DGM/KVI, Den haag, november 2006.

VROM (2006b): Besluit van 24 november 2006 tot implementatie van de richtlijn betreffende de energieprestatie van gebouwen (Besluit energieprestatie gebouwen). Staatsblad, no 608, 5 december 2006

VROM/VenW (2007): Besluit van 19 oktober 2007, nr. 07.001133 houdende algemene regels voor inrichtingen (Besluit algemene regels voor inrichtingen milieubeheer). Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer/ Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Den Haag, 7 november 2007.

Wilde, H.P.J. de, et. al. (2006): Effect biobrandstoffen op fijn stof in de buitenlucht. ECN-C--06-010, Petten, ECN, juni 2006..

Wit, J. de, I, Mofid. (2005): Methane Oxidation Catalyst for Gas Engines. Danish Gas Technology Centre, Hørsholm, 2005.

ECN-E--08-020 75

Internet sites

http://www.kara.nl/ Leverancier houtkachels

http://www.lfu.bayern.de Duitse site met veel informatie over energiegerelateerde emissies

http://www.emis.vito.be/index.cfm?PageID=364 Vlaamse site Beste Beschikbare Technieken

http://www.synterprise.com/ecotube.htm Producent ecotube voor betere verbranding

http://www.epa.gov/ttncatc1/cica/atech_e.html EPA/USA factsheets emissietechnieken lucht

http://www.emissieautoriteit.nl/ Met onder andere het register NOx emissiehandel

http://www.senternovem.nl/emissiehandel/Allocatieperiode_2008-2012/ CO2-allocatieplan

http://www.vrom.nl/pagina.html?id=22840#b22847 Dossier NOx-emissiehandel

76 ECN-E--08-020

Bijlage A Overzicht huidige en voorgestelde eisen

In deze bijlage wordt een overzicht gegeven van de huidige en de voorgestelde BEES B eisen. Voorgesteld wordt om de eisen voor nieuwe installaties in te laten gaan per 1 januari 2009 en voor bestaande installaties per 1 januari 2015. Nieuw in BEES B is dat er nu ook eisen opgeno-men worden voor vaste biomassa en biogas. Bio-olie viel formeel al onder BEES B. Verder wordt voorgesteld om de werkingssfeer voor BEES B te beperken tot installaties van 1 MWth en groter. Een deel van de kleinere installaties (zoals kleinere gasmotoren en ketels tussen 0,9 en 1 MWth) komen dan met vergelijkbare eisen onder het BEG te vallen. In Tabel A.1 zijn de emissie-eisen opgenomen. Op dit moment staan in BEES B alleen SO2 ei-sen voor kolengestookte installaties. De marge bij de huidige eisen geeft aan dat deze afhanke-lijk van de datum van vergunningverlening kunnen variëren (in de loop van de tijd strenger ge-worden). Dit betekent niet dat er voor de andere installaties geen eisen zijn. Deze staan niet in BEES B maar in het Besluit zwavelgehalte brandstoffen. Voor Gasolie en HBO is het maximum zwavelgehalte per 1 januari 2008 0,1% (ca 47 g SO2/GJ), voor zware stookolie 1% (ca. 487 g/GJ) en voor kolen 1,2% (827-923 g/GJ; afhankelijk van de verbrandingswaarde). Voor overi-ge brandstoffen geldt een maximum zwavelgehalte van 1,2% zwavel. In Tabel A.1 zijn de emis-sies uitgedrukt in mg/Nm3. Voor het volume wordt gerekend met watervrij rookgas bij 273 K en 101,3 kPa. Bij kolen en vaste biomassa gaat het om rookgas met 6% zuurstof, bij olie en gas om rookgas met 3% zuurstof. Voor de onderlinge vergelijkbaarheid zijn de eisen ook in g per GJ brandstofverbruik opgenomen. Voorgesteld wordt om de eisen voor nieuwe installaties in te la-ten gaan per 1 januari 2009 en voor bestaande installaties per 1 januari 2015.

Tabel A.1 Vereenvoudigd overzicht voorgestelde SO2-emissie-eisen Emissiegrenswaarde SO2

Brandstof Installatie Huidige in [mg/Nm3]

Omgerekende in [g/GJ]

Voorstel in [mg/Nm3]

Omgerekend in [g/GJ]

Kolen Nieuw 700 253 200 72 Kolen Bestaand 700-geen 253-geen 400 144 Biomassa (vast) Nieuw geen geen 200 68 Biomassa (vast) Bestaand geen geen 200 68 Vloeibaar Nieuw geen geen 200 69-70 Vloeibaar Bestaand geen geen 200 69-70 Gasvormig Nieuw geen geen 200 Ca. 67 Gasvormig Bestaand geen geen 200 Ca. 67 Voor NOx staan de eisen in Tabel A.2. De rookgascondities zijn dezelfde als bij SO2. Omdat de eis voor nieuwe installaties de loop van de tijd is aangescherpt staat ook hier bij huidige een marge. Er gelden soms ook eisen bij brandervervanging. De wetgeving zit dus complexer in el-kaar dan uit dit schema blijkt. Bij gas- en diesel motoren en gasturbines zijn de eisen direct in g/GJ geformuleerd. Hierbij is in de huidige wetgeving een correctiefactor toegevoegd van 1/30 maal het asrendement. Omdat het asrendement meestal boven de 30% ligt, is de feitelijke norm hoger dan het hier aangegeven getal. Alleen voor nieuwe sologasturbines geldt deze rende-mentscorrectie niet. Hoewel niet in de wetgeving opgenomen zijn de huidige eisen in de tabel ook omgerekend naar mg/Nm3 bij 15% zuurstof. Bij de voorgestelde eisen in de actualisatie van BEES B is de rendementscorrectie niet meer aanwezig. Opgemerkt kan nog worden dat voor dieselmotoren de NOx-eis voor nieuwe installaties in 2015 aangescherpt wordt. Tenslotte kan nog opgemerkt worden dat overwogen wordt om BEES B ook te laten gelden voor zuigermoto-ren die wel elektriciteit produceren maar dit niet in een warmtekrachtinstallatie doen.

ECN-E--08-020 77

Tabel A.2 Vereenvoudigd overzicht voorgestelde NOx-emissie-eisen Emissiegrenswaarde NOx

Installatie type Brandstof Huidige in [mg/Nm3]

Omgerekend[g/GJ]


Omgerekendin [g/GJ]

Ketel Nieuw Kolen 100 36 100 36 Ketel Bestaand Kolen 100-650 36-235 100

36

Ketel Nieuw Biomassa geen geen 100 34 Ketel Bestaand Biomassa geen geen 100

34

Ketel Nieuw Vloeibaar 120 35 120 35 Ketel Bestaand Vloeibaar 120-450 35-131 120

35

Ketel Nieuw Gasvormig 70 20 52,5 15 Ketel Bestaand Gasvormig 70-200 20-58 70

20

Gasturbine Nieuw Gasvormig/

vloeibaar (77*rc bij 15%

O2) 65*rc 30

Gasturbine Bestaand Gasvormig/ vloeibaar

(70-200 *rc bij 15% O2)

65-200*rc 45-65

Zuigermotor Nieuw Vloeibaar (464*rc bij 15% O2)

400*rc 130 en na zes jaar 4041

Zuigermotor Bestaand Vloeibaar (464-1392 *rc bij 15% O2)

400-1200 *rc 400

Zuigermotor Nieuw Gasvormig (165* rc bij 15% O2)

140*rc 30

Zuigermotor Bestaand Gasvormig (165-948 * rc bij 15% O2)

140-800*rc 30 of 80

Noot: rc is de rendementscorrectie. Het werkelijke asrendement in % gedeeld door 30%.

Tabel A.3 Vereenvoudigd overzicht voorgestelde Stofemissie-eisen Emissiegrenswaarde stof

Brandstof Installatie Huidige in [mg/Nm3]




Kolen Nieuw 20 7 5 1,8 Kolen Bestaand 20-geen 7-geen 20 7 Biomassa (vast) Nieuw geen geen 5 1,7 Biomassa (vast) Bestaand geen geen 20 7 Vloeibaar Ketels Nieuw geen geen 5 1,7 Vloeibaar Ketels Bestaand geen geen 20 7 Vloeibaar Gasturbine Nieuw geen geen 5 1,7 Vloeibaar Gasturbine Bestaand geen geen 30 10 Vloeibaar Zuigermotor Nieuw geen geen 30 10 Vloeibaar Zuigermotor Bestaand geen geen 50 17 De BEES B eisen voor de stof uitstoot staan in Tabel A.3. Vergelijkbaar met SO2 houdt het op dit moment ontbreken van een eis voor stof niet in dat er geen stof eisen gesteld worden. De zuurstofgehaltes waarbij deze eisen gelden zijn weer 6% respectievelijk 3%, ook voor de gas-turbines en zuigermotoren.

41 In de berekeningen is verondersteld dat recent geplaatste (bio-)dieselmotoren per 1-1-2015 ook naar 40 g/GJ toe-

gaan. Voor zover bij ECN bekend zijn er geen andere bestaande dieselmotoren die nog onder BEES B vallen.

78 ECN-E--08-020

Nieuw in BEES B is een eis aan de emissie van koolwaterstof uit gasmotoren, zie Tabel A.4. De eis is geformuleerd bij een zuurstofgehalte van 3%. De eis is geformuleerd in het gewicht aan koolstof in de uitstoot aan koolwaterstofverbindingen. Eerder zijn er in Nederland eisen gestel aan de methaanuitstoot in het certificatieschema Groen Label Kas. Omdat de koolwaterstofe-missie voor 90% of meer uit methaan bestaat, hebben beide eisen grotendeels betrekking op de-zelfde stof.

Tabel A.4 Overzicht koolwaterstof eisen Emissiegrenswaarde stof

Brandstof Installatie Huidige in mg/Nm3 Voorstel in mg C van CxHy/Nm3

Gas Zuigermotor Nieuw geen 1200 Gas Zuigermotor Bestaand geen Waarschijnlijk 1200, besluit binnen 2

jaar

ECN-E--08-020 79

Bijlage B Gasmotoren

Tabel B.1 Indeling in bedrijfsgroepen zoals gebruikt voor de aangeleverde CBS-gegevens SBI-codering Omschrijving Naamgeving SBI 011-015 Landbouw, jacht en dienstverlening voor de landbouw

en jacht Glastuinbouw

SBI 11-37 Winning van delfstoffen Industrie

Industrie

SBI 40-80 Productie en distributie van en handel in elektriciteit, aardgas, stoom en water Bouwnijverheid Reparatie van consumentenartikelen en handel Horeca Vervoer, opslag en communicatie Financiële instellingen Verhuur van en handel in onroerend goed, verhuur van roerende goederen en zakelijke dienstverlening Openbaar bestuur, overheidsdiensten en verplichte sociale verzekeringen Onderwijs

Diensten & Energie

SBI 85 Gezondheids- en welzijnszorg Gezondheid & Welzijn SBI 90 Milieudienstverlening Milieudienstverlening SBI 91-99 Cultuur, recreatie en overige dienstverlening

Particuliere huishoudens met personeel in loondienst Extraterritoriale lichamen en organisaties

Cultuur & Recreatie

In Tabel B.2 is uitgegaan van een elektrisch rendement van 36% en een thermisch rendement van 54%.

Tabel B.2 Modelaannames gemiddeld vermogen van gasmotoren per vermogensklasse Elektrisch vermogen Gemiddeld elektrisch

vermogen [kWe ]

Thermisch vermogen

[kWth]


[kW]

<50 kWe 40 0- 60 0-100 50-250 kWe 150 60-375 100-625 250-500 kWe 375 375-750 625-1250 500-750 kWe 625 750-1125 1250-1875 750-1000 kWe 875 1125-1500 1875-2500 >1000 kWe 1500 >1500 >2500

80 ECN-E--08-020

Tabel B.3 Modelaannames over het aantal draaiuren van gasmotoren per sector Draaiuren (vollasturen) 2002 2006 2010 2020 Glastuinbouw 3.182 3.300 3.300 3.300 Industrie & Energie 2.568 2.831 2.831 2.831 Diensten 3.458 3.186 3.186 3.186 Gezondheid & Welzijn 3.620 4.110 4.110 4.110 Milieudienstverlening 4.627 3.994 3.994 3.994 Cultuur & Recreatie 4.153 3.039 3.039 3.039 Mestvergisting 4.627 3.994 3.994 3.994

Tabel B.4 Modelaannames over elektrisch rendement van gasmotoren Rendement [%] 2002 2006 2010 2020 Glastuinbouw 33,7 35,0 38,0 41,0 Industrie & Energie 33,4 35,8 37,8 39,8 Diensten 33,6 34,4 36,4 38,4 Gezondheid & Welzijn 33,1 32,5 34,5 36,5 Milieudienstverlening 27,0 27,2 29,2 31,2 Cultuur & Recreatie 34,4 35,0 37,0 39,0

Mestvergisting 27,0 27,2 29,2 31,2

Tabel B.5 Modelaannames over de aanwezigheid van SCR-rookgasreinigingsinstallaties bij gasmotoren in de glastuinbouw

[%] Percentage uitgerust met SCR naar vermogensklasse (kWe) Bouwjaar 0-50 50-250 251-500 501-750 751-1000 >1000 Voor 29-5-1987 - - - - - - 29-5-1987 tot 1-8-1990 - - - - - - 1-8-1990 tot 1-1-1994 - - - 40 40 40 1-1-1994 tot 1-6-2008 - - - 60 60 60 1-6-2008 tot 1-1-2012 - - - 70 70 70 Na 1-1-2012 - - - 70 70 70

ECN-E--08-020 81

Bijlage C Overzicht van effecten per bedrijfsgroep voor gasmotoren

C.1 Toelichting In deze Appendix wordt per bedrijfsgroep aangegeven wat de kosten- en milieueffecten zijn van de beleidsvarianten I en II voor aanscherping van de NOx emissie-eisen voor gasmotoren. De eisen aan nieuwe installaties gaan in op 1-1-2009. Omdat strengere eisen aan bestaande installa-ties pas in 2015 van kracht worden is pas voor 2020 de keuze van een emissie-eis voor bestaan-de gasmotoren van belang. De beleidsvarianten zijn beschreven in Paragraaf 8.4. De gasmotoren in elke bedrijfsgroep zijn ingedeeld in drie vermogensklasses. Alleen de gasmo-toren met een thermisch vermogen groter dan 1 MWth zullen onder de werkingssfeer van BEES B vallen. Gasmotoren kleiner dan 1 MWth zullen onder het Besluit Energieprestatie Gebouwen vallen. In de tabellen worden kosten en effecten aangegeven voor alle gasmotoren en ook apart voor de gasmotoren waarop BEES B van toepassing is.

C.2 Glastuinbouw

Tabel C.1 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Glastuinbouw in 2010 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth

Totaal Totaal BEES B

Geen wijziging NOx-emissie [kton] 1,3 1,8 5,0 8,0 6,8 Investeringskosten [mln €] 6,8 6,2 9,3 22,2 15,5 Jaarlijkse kosten [mln €] 1,6 1,5 2,5 5,6 4,0 NOx-emissiereductie [kton] 0,2 0,2 0,6 1,1 0,9 Nieuwe gasmotoren

Reductiekosten [€/kg] 7,9 6,6 3,9 5,2 4,6

Tabel C.2 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Glastuinbouw in 2020 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth



Reductiekosten [€/kg] 6,0 5,1 3,0 4,0 3,6 Investeringskosten [mln €] 20,7 21,3 38,0 80,0 59,3 Jaarlijkse kosten [mln €] 3,8 4,0 7,6 15,4 11,6 NOx-emissiereductie [kton] 0,3 0,4 1,5 2,3 1,9 I

Reductiekosten [€/kg] 10,9 8,9 5,2 6,8 6,1 Investeringskosten [mln €] 4,3 5,6 38,0 47,9 43,6 Jaarlijkse kosten [mln €] 1,4 1,9 7,6 10,9 9,5 NOx-emissiereductie [kton] 0,2 0,2 1,5 1,9 1,7

Bestaande gasmotoren

II


82 ECN-E--08-020

C.3 Industrie & Energie

Tabel C.3 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Industrie & Energie in 2010 Beleidskeuze <1

MWth

1-2,5 MWth

>2,5 MWth




Tabel C.4 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Industrie & Energie in 2020 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth






II


C.4 Diensten

Tabel C.5 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Diensten in 2010 Beleidskeuze <1

MWth

1-2,5 MWth

>2,5 MWth




ECN-E--08-020 83

Tabel C.6 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Diensten in 2020 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth






II


C.5 Gezondheid & Welzijn

Tabel C.7 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Gezondheid & Welzijn in 2010 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth




Tabel C.8 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Gezondheid & Welzijn in 2020 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth






II


84 ECN-E--08-020

C.6 Milieudienstverlening

Tabel C.9 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Milieudienstverlening in 2010 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth




Tabel C.10 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Milieudienstverlening in 2020 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth






II


C.7 Cultuur & Recreatie

Tabel C.11 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Cultuur & Recreatie in 2010 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth




ECN-E--08-020 85

Tabel C.12 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Cultuur & Recreatie in 2020 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth






II


C.8 Mestvergisting

Tabel C.13 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Mestvergisting in 2010 Beleidskeuze <1

MWth

1-2,5 MWth

>2,5 MWth



Reductiekosten [€/kg] 5,3 5,0 n.v.t. 5,2 5,0

Tabel C.14 Effecten voor gasmotoren in de bedrijfsgroep Mestvergisting in 2020 Beleidskeuze <1

MWth 1-2,5 MWth

>2,5 MWth



Reductiekosten [€/kg] 5,3 5,0 n.v.t. 5,2 5,0 Investeringskosten [mln €] 5,7 3,1 0,0 8,8 3,1 Jaarlijkse kosten [mln €] 1,3 0,7 0,0 2,0 0,7 NOx-emissiereductie [kton] 0,2 0,1 0,0 0,3 0,1 I

Reductiekosten [€/kg] 7,1 6,7 n.v.t. 7,0 6,7 Investeringskosten [mln €] 1,2 0,7 0,0 1,9 0,7 Jaarlijkse kosten [mln €] 0,5 0,3 0,0 0,7 0,3 NOx-emissiereductie [kton] 0,1 0,1 0,0 0,2 0,1


II

Reductiekosten [€/kg] 4,7 4,7 n.v.t. 4,7 4,7

86 ECN-E--08-020

Bijlage D Investeringsbeslag

Bij de reductiekosten die in dit rapport uitgerekend worden spelen de investeringskosten vaak een belangrijke rol. De investeringskosten zijn met een afschrijvingsduur van 10 jaar en een ren-te van 8% verwerkt in de jaarlijks kosten. Voor de volledigheid worden in deze bijlage de diver-se cumulatieve investeringsbedragen opgenomen. Cumulatief houdt in dat de totale investe-ringskosten ten gevolge van de actualisatie van BEES B tot het genoemde jaar zijn opgenomen. Hier kunnen in 2020 ook nog kosten bij zitten van inmiddels afgeschreven installaties. De di-verse randvoorwaarden en onzekerheden die in dit rapport voor de jaarlijks kosten zijn opgeno-men gelden natuurlijk ook voor de investeringsbedragen.

D.1 Total investeringen

Tabel D.1 Totale kosten actualisatie BEES B en BEES B plus gasmotoren uit BEG Alleen BEES B BEES B plus BEG


[mln €]

Jaarlijkse kos-ten

[mln €]


[mln €]

Jaarlijkse kos-ten

[mln €] 2010 Industrie, energie en raffinaderijen 2,4 0,5 2,7 0,5 Huishoudens 0,1 0,0 0,1 0,0 HDO en bouw 6,8 1,6 12,2 2,9 Landbouw 16,5 4,2 24,3 6,1 Totaal 25,7 6,3 39,3 9,5 2020 Industrie, energie en raffinaderijen 23,7 5,3 25,4 5,6 Huishoudens 0,4 0,1 0,4 0,1 HDO en bouw 38,2 9,3 69,1 15,0 Landbouw 115,5 21,7 164,9 31,4 Totaal 177,9 36,3 259,9 52,0

D.2 Investeringen voor SO2-reductie

Tabel D.2 Reductie en reductiekosten SO2 in 2015 Sector SO2-emissie-

reductie [kton/j]


Jaarlijkse kosten

[mln €] Industrie, energie en raffinaderijen 0,06 1,0 0,42 HDO en bouw 0,02 0,0 0,16 Landbouw 0,07 1,3 0,49 Totaal 0,14 2,3 1,06

ECN-E--08-020 87

Tabel D.3 Reductie en reductiekosten SO2 per maatregel 2015 SO2-emissie-



[mln €]


€/kg SO2-ver-meden

Opmerkingen

Uitstoot bij (zware stook-)oliestook

0,03 0,0 0,2 8 Na 2015 wellicht verdere afname

Uitstoot bij gasstook pm Uitstoot bij kolenstook 0,11 2,9 0,8 7 Na 2015 wellicht

verdere afname

D.3 Investeringen voor NOx-reductie

Tabel D.4 Totaal effect BEES B voor reductie en reductiekosten NOx NOx-emissie-

reductie [kton/j]


Jaarlijkse kosten

[mln €]

2010 Industrie, energie en raffinaderijen 0,05 2,3 0,46 Huishoudens 0,00 0,1 0,00 HDO en bouw 0,43 6,7 1,57 Landbouw 0,94 16,4 4,21 Totaal 1,43 25,5 6,25 2020 Industrie, energie en raffinaderijen 0,53 21,4 4,64 Huishoudens 0,02 0,4 0,05 HDO en bouw 3,12 37,7 9,10 Landbouw 4,51 114,7 21,43 Totaal 8,17 174,3 35,22

Tabel D.5 Effect gasmotoren in BEG op reductie en reductiekosten NOx (vermogen <1MWth) NOx-emissie-

reductie [kton/j]


Jaarlijkse kosten

[mln €] 2010 Industrie, energie en raffinaderijen 0,01 0,2 0,06 Huishoudens 0,00 0,0 0,00 HDO en bouw 0,18 5,5 1,31 Landbouw 0,26 7,9 1,89 Totaal 0,44 13,6 3,26 2020 Industrie, energie en raffinaderijen 0,03 1,7 0,31 Huishoudens 0,00 0,00 0,00 HDO en bouw 0,73 30,9 5,70 Landbouw 1,36 49,5 9,72 Totaal 2,12 82,0 15,73

88 ECN-E--08-020

Tabel D.6 Reductie en reductiekosten NOx per maatregel Type stookinstallatie en jaar NOx-emissie-



[mln €]


€/kg NOx-vermeden

Veronderstelde techniek bij kos-

tenberekening Eisen houtstook 2010 nieuw 0,01 0,4 0,12 23 SCR 2015 bestaand 0,04 4,4 1,11 27 Retrofit SCR 2020 nieuw en bestaand 0,07 7,7 1,71 25 SCR Eisen oliestook 2015 bestaand 0,01 0,3 0,04 3 Brandervervanging

2020 bestaand 0,01 0,3 0,02 3 Afname oliestook

verondersteld Eisen Gasgestookte ketels 2010 nieuw 0,06 2,1 0,12 2 2015 bestaand 0,73 21,7 3,24 4 Brandervervanging2020 nieuw en bestaand 0,99 24,5 3,11 3 Eisen kolenstook

2015/2020 bestaand 0,02 1,1 0,28 13

Retrofit SCR; kan ook tot sluiting

leiden Gasturbines 2015/2020 Sologasturbines 0,09 0,9 0,40 5 Waterinjectie *1

2010 nieuw 0,01 0,8 0,23 25

SCR verondersteld met low NOx

brander goedkoper *2

2020 nieuw 0,07 6,2 1,79 25 Nieuwe dieselmotoren 2010 aangepast 0,12 0,1 0,10 1 2020 nieuw incl. aanscher-ping 1,78 2,8 2,24 1

Grotere en of/uitbreiding SCR

BEES B gasmotoren 2010 nieuw 1,24 22,1 5,67 5 SCR 2020 nieuw 2,49 48,3 9,49 4 SCR 2020 bestaand 2,65 82,6 16,19 6 SCR BEG gasmotoren42 2010 nieuw 0,45 13,6 3,26 7 SCR 2020 nieuw 1,24 36,7 7,14 6 SCR 2020 bestaand 0,88 45,4 8,59 10 SCR Totaal 2010, BEES B 1,43 25,5 6,25 4,4

Totaal 2020, BEES B 8,17 174,3 35,22 4,3

Maximum schat-ting gerekend met

SCR Totaal 2010, BEES B plus BEG gasmotoren 1,88 39,1 9,51 5,1

Totaal 2020, BEES B plus BEG gasmotoren 10,29 256,4 50,95 5,0

Noot *1: Gaat om maximumschatting kan in de praktijk vrijwel nihil zijn Noot *2: Kosten kunnen door bedrijfsspecifieke omstandigheden bij aardgascompressoren hoger uitvallen.

42 Gasmotoren met een vermogen lager dan 1 MWth, hier opgevat als 0,4 MWe, vallen in de toekomst niet onder

BEES B, maar onder het Besluit Energieprestatie Gebouwen (BEG). Zowel voor bestaande als nieuwe gasmotoren (in BEES B en BEG) is uitgegaan van een NOx emissie-eis van 30 g/GJ.

ECN-E--08-020 89

D.4 Investeringen voor fijn stof en CxHy-reductie

Tabel D.7 Reductie en reductiekosten stof Stof-emissiereductie

[kton/j]

Cumulatieve investe-ring

[mln €]

Jaarlijkse kosten

[mln €] 2010 Industrie, energie en raffinaderijen 0,0009 0,14 0,03 HDO en bouw 0,0002 0,04 0,01 Landbouw 0,0001 0,01 0,00 Totaal 0,0012 0,18 0,04 2020 Industrie, energie en raffinaderijen 0,010 1,82 0,42 HDO en bouw 0,003 0,48 0,11 Landbouw 0,001 0,12 0,03 Totaal 0,014 2,42 0,57

Omdat het stellen van eisen aan de koolwaterstofemissie van bestaande gasmotoren maximaal twee jaar is uitgesteld en geen integraal onderdeel van de huidige actualisatie uitmaakt, zijn de kosten in tabel D.8 niet in de totale kosten opgenomen.

Tabel D.8 Schatting effecten koolwaterstofnorm op gasmotoren in 2020 Emissiereductie in Kosteneffectiviteit Sector kton CH4 Mton CO2 eq. Cumulatieve

investering[mln €]


€/kg NOx (€/ton CO2)

Nieuw via aanschaf en vervanging

4 0,075 - - 0 0

Bestaand via huidige technologie rookgasrei-niging

- lage schatting 8 0,155 14 21 2,5 135 - hoge schatting 8 0,155 33 35 4,4 225 Totaal 2020 12 0,23 14-33 21-35 2-3 90-150

Documents

Onderbouwing actualisatie BEES B. Kosten en effecten van de